[发明专利]一种基于结构赋能材料的滑动轴承及其制备方法

说明书

本发明公开的一种基于机构赋能材料的滑动轴承，由结构赋能材料组成。滑动轴承的基体组织为奥铁体+石墨球。石墨球径≤25μm，球化率为100％，石墨球密度300‑600个/mm²。本发明制备方法通过观察刚拉拔出一个步距的型材的颜色，及时将铁水的成分调控至共晶成分的微小范围内，显著增大球化率，避免出现大块的初生石墨，从而造成力学性能损伤的情况发生；通过粗加工和磨削加工，制备出具有自润滑性的滑动轴承，该自润滑滑动轴承具有自润滑性，无需加工注油孔和导油槽，且吸音减震，使用寿命长，可以替代铜质或钢质的滑动轴承。

技术领域

本发明属于滑动轴承制备方法技术领域，具体涉及一种基于结构赋能材料的滑动轴承，本发明还涉及一种基于结构赋能材料的滑动轴承的制备方法。

背景技术

滑动轴承是用来支撑轴类零件并使承载面间能作相对旋转或直线滑动的机械零件。滑动摩擦比滚动摩擦的摩擦阻力大得多，所以滑动轴承比滚动轴承更需要良好的减摩性、耐磨性、抗咬合性和抗压强度，也需要良好的摩擦顺应性、磨合性、耐腐蚀性、抗疲劳性，以减少摩擦磨损，延长使用寿命。

长期以来，大量使用的滑动轴承是使用铜、钢等材料车成套筒，并在内外壁上车出导油槽、钻出注油孔，通过定时加注润滑油脂来实现润滑。导油槽减少了轴承的有效厚度，也增加了加工环节。后来有所谓的“自润滑滑动轴承”出现，市面上常见的“自润滑滑动轴承”在材料选择和结构设计上，以铜合金为材料，在其上涂覆一层低摩擦的塑料材料，制造工艺复杂，涂覆塑料导致硬度不高，耐磨性差，还存在与基体材料剥裂的隐患；另一种“自润滑滑动轴承”则是在铜合金筒壁上镶嵌石墨柱，依靠石墨作为润滑剂，制作成本高，密布其上的孔洞无疑降低了轴承的整体强度。

上世纪70年代发明的等温淬火球墨铸铁(ADI)，大大改善了传统球墨铸铁的性能，其部分力学性能已经接近普通碳钢。但普通ADI的微观组织中的第二相(石墨球颗粒)体积粗大，对基体的割裂作用明显；此外还有10％左右的石墨带有棱边或尖角，容易引起引力集中，导致萌生疲劳裂纹，亦不适用于制造滑动轴承。

滑动轴承的使用工况决定了它应该在具备一般结构材料所应具备的力学性能(抗压强度、硬度、韧性、弹性模量、疲劳强度等等)之外，还应具备自润滑、吸音、减震、良导热、低温升、抗腐蚀等其它性能。本发明把具有良好力学性能，兼具上述一种或多种其它物理、化学性能的材料，称为“结构赋能材料”。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于结构赋能材料的滑动轴承，解决了现有滑动轴承自润滑性能差的问题。

本发明另一目的是提供一种基于结构赋能材料的滑动轴承的制备方法。

本发明所采用的第一个技术方案是，一种基于结构赋能材料的滑动轴承，滑动轴承由结构赋能材料组成，结构赋能材料由以下组分组成，C：3.4％-3.6％、Si：2.7±0.1％、Mn：≤0.3％、P：≤0.015％、S：≤0.015％、Cr：≤0.3％、其他合金元素：≤0.5％，余量为Fe，上述各组分的质量百分比总和为100％。

本发明的特征还在于，

滑动轴承的内部微观结构为：石墨球径≤25μm；球化率为100％；石墨球密度300-600个/mm²。

本发明所采用的第二个技术方案是一种基于结构赋能材料的滑动轴承的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将预设成分物料在电炉中熔化成铁水，预设成分物料由以下组分组成：C：3.4％-3.6％、Si：1.6-1.7％、Mn：≤0.3％、P：≤0.015％、S：≤0.015％、Cr：≤0.3％、其他合金元素：≤0.5％，余量为Fe；向铁水中加入孕育剂和球化剂，以使铁水经孕育和球化处理后的终硅量为2.7±0.1％，残镁含量为0.04±0.005％；