[发明专利]一种温度自适应润滑轴承及其制备方法

说明书

本发明公开了一种温度自适应润滑轴承及其制备方法，轴承基体材料为轴承钢或不锈钢，基体材料表面具有ZrAgNbN+MoTeVC交替分布的温度自适应润滑叠层涂层，该叠层涂层至少含有10层ZrAgNbN层和10层MoTeVC层，且ZrAgNbN与MoTeVC单个层的厚度小于等于300nm；该涂层采用多弧离子镀+中频磁控溅射共沉积的方法在轴承基体表面制备。该轴承在工作温度较低时，MoTeVC涂层能够起到润滑作用，温度较高时，ZrAgNbN、MoTeVC及空气中氧气会发生反应生成Ag₃VO₄和Ag₂MoO₄高温润滑相，从而能够起到润滑作用。该轴承在宽温度范围或交变温度条件下均具有良好的润滑功效，可有效减小轴承磨损，提高轴承寿命。

技术领域

本发明属于轴承制造技术领域，特别涉及了一种ZrAgNbN+MoTeVC温度自适应润滑轴承及其制备方法。

背景技术

轴承是工业中使用极其普遍的关键零件，其基本功能是为旋转机械和摆动机械提供受力支撑和运动转换，降低设备在传动过程中的摩擦系数，以保证设备的正常工作。轴承工作过程中存在较大的摩擦磨损，使用过程通常需要使用润滑剂。自润滑技术能够实现轴承无油润滑，突破润滑油或润滑脂等使用的局限性，开发新型的低磨损及长寿命的自润滑轴承对先进制造业具有重要意义。然而，如何提高宽温度范围或交变温度条件下轴承润滑性能成为轴承工作过程存在的难题。

中国专利“申请号：200910061165.9”报道了一种薄壁镶嵌自润滑轴承及其制造方法，该轴承基材表面加工出盲孔，通过将固体润滑剂压入盲孔中，从而实现轴承的自润滑功能。中国专利“申请号：201910511263.1”报道了一种减摩抗磨自润滑涂层轴承及其制备方法，该轴承通过等离子体喷涂方法，在基体表面制备硬质合金层、氮化硅陶瓷层和立方氮化硼层复合润滑涂层，实现工作过程中的润滑功效。中国专利“申请号：201710547274.6”报道了一种自润滑轴承及其制备方法，通过激光熔覆方法在含铬合金钢轴承基体表面制备出石墨烯/氟化钙/陶瓷自润滑涂层，从而实现轴承本身的自润滑功能。

发明内容

发明目的：为克服现有技术的不足，本发明提供一种温度自适应润滑轴承及其制备方法。通过在轴承基体表面制备交替分布的温度自适应润滑涂层，使得轴承在宽温域及交变温度范围内均具有良好的自适应润滑功效，从而减小轴承工作过程中的摩擦磨损，提高轴承寿命。

技术方案：本发明的一种温度自适应润滑轴承，基体材料为轴承钢或不锈钢，基体表面具有ZrAgNbN+MoTeVC交替分布的温度自适应润滑叠层涂层。

上述叠层涂层至少含有10层ZrAgNbN层和10层MoTeVC层，且ZrAgNbN与MoTeVC单个层的厚度小于等于300nm。

本发明的一种温度自适应润滑轴承，ZrAgNbN涂层中Zr元素原子百分比为30-50％，Ag元素原子百分比为10-20％，Nb元素原子百分比为5-20％，N元素原子百分比为20-40％，所述Zr、Ag、Nb、N元素原子百分比之和为100％；MoTeVC涂层中Mo元素原子百分比为20-25％，Te元素原子百分比为40-50％，V元素原子百分比为10-20％，C元素原子百分比为10-20％，所述Mo、Te、V、C元素原子百分比之和为100％。

本发明的一种温度自适应润滑轴承，其制备方法包括以下步骤：

(1)前处理：将轴承基体依次放入酒精和丙酮中超声清洗各20-30min，去除表面油渍污染物，采用真空干燥箱充分干燥后迅速放入镀膜机真空室，真空室本底真空度为7.0×10^-3-9.0×10^-3Pa，加热至150-300℃，保温时间30-40min；