[发明专利]一种高熵合金基自润滑含油轴承材料

说明书

本发明涉及一种高熵合金基自润滑含油轴承材料，该材料由构成骨架的高熵合金粉末和均匀填充在骨架中的固体润滑剂粉末先于保护气氛下烧结成孔隙含量为5~45%的制品，然后于真空或加热状态下完全浸入润滑油即得。本发明自润滑含油轴承材料克服了常规含油轴承力学性能和摩擦学性能之间难以平衡的矛盾，具有摩擦系数低、耐磨性好、承载高、噪音小、寿命长、可靠性高和加工性能良好等优点，在高速、重载和强冲击等苛刻工况下具有良好的自润滑性能和力学性能，且不会发生破碎和断裂，可制造成含油轴承用于工程机械、航空航天、武器装备、汽车、机床、电机、计算机和家用电器等领域。

技术领域

本发明涉及含油轴承领域，尤其涉及一种高熵合金基自润滑含油轴承材料。

背景技术

含油轴承能够利用自身的多孔结构含浸大量润滑油，当与轴产生相对运动时润滑油由多孔结构中渗出，产生润滑和支撑轴的作用，能够在无油或贫油润滑的工况下提供良好而可靠的润滑，无需供油便能够长时间使用，因而被广泛应用于工程机械、航空航天、武器装备、纺织机械、食品机械、制药机械、计算机和家用电器等领域。根据基体材料的不同，目前广泛应用的含油轴承可分为聚合物基、铝基、铜基和铁基等三大类。其中，基体主要起支撑负荷和抗磨的作用，多孔结构中含浸的润滑油主要起润滑作用。为进一步改善含油轴承的减摩抗磨性能和使用寿命，部分含油轴承中还会添加一定量的固体润滑剂，如石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯和硫化锌等。固体润滑剂的添加能够在无油润滑的情况下提供可靠的减摩抗磨作用，使含油轴承具有更好的摩擦学性能和更长的使用寿命。

为了获得良好的减摩抗磨性能，含油轴承中通常需要保持大量的多孔结构和添加大量的固体润滑剂，然而，其中的多孔结构和添加的固体润滑剂难以避免对其力学性能具有破坏作用，使其在高速、重载和强冲击等苛刻工况下容易发生断裂、破碎和严重变形等灾难性的后果。因此，含油轴承的力学性能和摩擦学性能之间存在相互对抗的矛盾，如何获得兼具良好力学性能和摩擦学性能的高性能含油轴承是该领域的技术瓶颈之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种兼具良好力学性能、润滑性能和抗磨性能的高熵合金基自润滑含油轴承材料。

为解决上述问题，本发明所述的一种高熵合金基自润滑含油轴承材料，其特征在于：该材料由构成骨架的高熵合金粉末和均匀填充在骨架中的固体润滑剂粉末先于保护气氛下烧结成孔隙含量为5 ~ 45%的制品，然后于真空或加热状态下完全浸入润滑油即得；所述固体润滑剂粉末的体积百分含量为0 ~ 45%。

所述高熵合金粉末的粒径为5~150 μm，其成分为CoCrFeNiMo_x，其中x = 0.05~0.5，Co、Cr、Fe和Ni四种元素的原子百分比为接近等原子比，即Co:Cr:Fe:Ni =0.7~1.3:0.7~1.3:0.7~1.3: 0.7~1.3。

所述固体润滑剂粉末是指石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯和硫化锌中的一种或几种，其粒径为2~120 μm。

所述保护气氛是指真空、氢气、氩气、氮气中的任意一种。

所述烧结方法是指热压烧结方法或无压烧结方法。

所述热压烧结的条件是指烧结压力为0.2~10 MPa，烧结温度为900~1300 ℃，烧结保温时间为5~240 min，升温速率为30~300℃/min。

所述无压烧结方法是指首先应用模具预压成型，然后在无压烧结炉中烧结成型，烧结温度为900~1300 ℃，烧结保温时间为30~240 min，升温速率为2~15 ℃/min。

所述润滑油是指聚α烯烃PAO系列润滑油、常规机油、发动机润滑油、齿轮油、锭子油和气缸油中的任意一种。

本发明与现有技术相比具有以下优点：