[发明专利]一种减摩抗磨自润滑涂层轴承及其制备方法

权利要求书

1.一种减摩抗磨自润滑涂层轴承，其特征在于：轴承基体材料为轴承钢，基体表面具有硬质合金层、氮化硅陶瓷层和立方氮化硼层组成的梯度自润滑涂层，所述涂层采用等离子喷涂方法制备；其制备方法采用等离子体喷涂技术在轴承基体表面依次熔覆硬质合金混合粉、氮化硅陶瓷混合粉和立方氮化硼混合粉制备出梯度自润滑涂层；硬质合金混合粉中各成分重量百分比为：55-65％WC、5-8％TiC、5-8％Co、1-2％TaN、15-25％Ni60A、2-4％PbO、2-4％Mo、2-4％TiB₂、0.5-1.5％BNNTs、0.5-1.5％CNTs、0.5-1.5％石墨烯，各材料的重量百分比之和为100％；氮化硅陶瓷混合粉中各成分重量百分比为：40-60％Si₃N₄、10-20％ZrO₂、15-25％Ni60A、2-5％PbO、2-5％Mo、2-5％TiB₂、0.5-2％BNNTs、0.5-2％CNTs、0.5-2％石墨烯，各材料的重量百分比之和为100％；立方氮化硼混合粉中各成分重量百分比为：50-60％CBN、20-30％Ni60A、2-5％PbO、2-5％Mo、2-5％TiB₂、0.5-2％BNNTs、0.5-2％CNTs、0.5-2％石墨烯，各材料的重量百分比之和为100％。

2.根据权利要求1所述的减摩抗磨自润滑涂层轴承，其特征在于，其具体制备步骤为：

(1)前处理：将轴承基体依次放在酒精和丙酮溶液中超声清洗各20-30min，进行去油污处理；

(2)熔覆硬质合金层：配置硬质合金混合粉料，其主要成分的重量百分比为：55-65％WC、5-8％TiC、5-8％Co、1-2％TaN、15-25％Ni60A、2-4％PbO、2-4％Mo、2-4％TiB₂、0.5-1.5％BNNTs、0.5-1.5％CNTs、0.5-1.5％石墨烯，各材料的重量百分比之和为100％；将配制好的硬质合金混合粉料装入送粉器中，调整送粉器送粉速率为10-80g/cm³；采用等离子体喷涂技术将硬质合金混合粉料熔覆在轴承基体表面，熔覆过程采用同步送粉方式进行；等离子体加工参数如下：功率20-80kW，Ar气流量20-80L/min，H₂气流量10-60L/min，扫描速度2-50mm/s；

(3)熔覆氮化硅陶瓷层：配置氮化硅陶瓷混合粉料，其主要成分的重量百分比为：40-60％Si₃N₄、10-20％ZrO₂、15-25％Ni60A、2-5％PbO、2-5％Mo、2-5％TiB₂、0.5-2％BNNTs、0.5-2％CNTs、0.5-2％石墨烯，各材料的重量百分比之和为100％；将配制好的氮化硅陶瓷混合粉料装入送粉器中，调整送粉器送粉速率为10-80g/cm³；采用等离子体喷涂技术将氮化硅陶瓷混合粉料熔覆在硬质合金层表面，熔覆过程采用同步送粉方式进行；等离子体加工参数如下：功率20-80kW，Ar气流量20-80L/min，H₂气流量10-60L/min，扫描速度2-50mm/s；

(4)熔覆立方氮化硼层：配置立方氮化硼混合粉料，其主要成分的重量百分比为：50-60％CBN、20-30％Ni60A、2-5％PbO、2-5％Mo、2-5％TiB₂、0.5-2％BNNTs、0.5-2％CNTs、0.5-2％石墨烯，各材料的重量百分比之和为100％；将配制好的立方氮化硼混合粉料装入送粉器中，调整送粉器送粉速率为10-80g/cm³；采用等离子体喷涂技术将立方氮化硼混合粉料熔覆在氮化硅陶瓷层表面，熔覆过程采用同步送粉方式进行；等离子体加工参数如下：功率20-80kW，Ar气流量20-80L/min，H₂气流量10-60L/min，扫描速度2-50mm/s；

(5)后处理：熔覆完成后对轴承表面进行修整，使得涂层总厚度为100-3000μm，得到所述自润滑涂层轴承。