[发明专利]铜基高温高辐照自润滑齿轮、制备方法以及传动装置

说明书

本发明公开了一种铜基高温高辐照自润滑齿轮及其制备方法。所述铜基高温高辐照自润滑齿轮的制备材料包括下述组分：石墨粉、二硫化钨粉、低熔点软金属粉和高熔点软金属粉，所述低熔点软金属粉包括铅粉、铋粉和锡粉中的一种或多种，高熔点软金属粉包括铜粉。铜基合金能够在高温下起到骨架作用，在受传动冲击载荷及热冲击时不损坏。自润滑齿轮中的石墨粉、二硫化钨粉在摩擦条件下形成固体润滑膜，低熔点软金属在高温下能熔融形成液态润滑膜。通过低熔点软金属与石墨粉、二硫化钨粉的协同作用，起到类似“润滑酯”的等同润滑效应，本申请铜基自润滑齿轮承载能力高、剪切强度低、摩擦系数低、耐高温、耐辐照，且无需人工干预即可实现长效润滑。

技术领域

本发明涉及一种金属化的高温高辐照自润滑材料，具体地涉及一种铜基高温高辐照自润滑齿轮、制备方法以及传动装置。

背景技术

在工业生产中，齿轮传动系的润滑显著影响其使用寿命，在同等工况条件下，润滑良好的齿轮与无润滑或润滑不良的齿轮系相比寿命相差可达几十倍甚至更大。随着现代工业等领域的飞速发展，对于在反应堆高温、高压、高辐照、不可接近的使用工况条件下的润滑材料提出了更高的要求。通过研究不可接近的使用工况条件下的润滑材料，有助于开发出应用于高温、高压、高辐照或其它不可接近的特殊工况下的配套产品以及材料设计方案。

反应堆高温高压高辐照使用工况下，常规的润滑油、润滑酯、聚合物基自润滑复合材料因变性已经不能满足使用要求。表面镀膜涂层和表面喷涂等常用方法也具有摩擦系数高、涂层薄使用寿命不长的缺点。因此，在反应堆高温、高压、高辐照、不可接近的使用工况条件下，最具潜力的润滑方式是自润滑。目前使用最多的自润滑材料是镍铝金属间化合物基高温自润滑复合材料，但镍铝金属间化合物的摩擦学性能具有低温塑性，低强度和高温抗蠕变性的缺点。因此，迫切需要提供一种在反应堆高温高压高辐照使用工况下与之相适应的自润滑材料。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种铜基高温高辐照自润滑齿轮、制备方法以及传动装置。该铜基高温高辐照自润滑齿轮在反应堆高温高压高辐照使用工况下，通过固体润滑剂和低熔点软金属的协同润滑效应，无需人工干预即可实现长效润滑。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种铜基高温高辐照自润滑齿轮，所述铜基高温高辐照自润滑齿轮的制备材料按重量百分比，包括下述组分：

其中，所述低熔点软金属粉的熔点低于350℃且沸点不低于900℃，所述低熔点软金属粉包括铅粉、铋粉和锡粉中的一种或多种；

所述高熔点软金属粉的熔点高于900℃，所述高熔点软金属粉包括铜粉。

在其中一个实施例中，所述高熔点软金属粉还包括镍粉和银粉中的一种或两种。

本发明还提供一种铜基高温高辐照自润滑齿轮的制备方法，包括以下步骤：

对石墨粉和二硫化钨粉分别预先镀镍，分别在石墨粉和二硫化钨粉颗粒的外表形成一层镍层，分别形成石墨中间产品以及二硫化钨中间产品；

将石墨中间产品、二硫化钨中间产品、低熔点软金属粉以及高熔点软金属粉按照预设比例混合，混合后进行预压制，形成预压制中间产品；

预压制后在保护气氛下对所述预压制中间产品进行烧结形成烧结材料；

采用烧结材料进行机加工，得到所述铜基高温高辐照自润滑齿轮。

在其中一个实施例中，所述预压制过程中，压强在40Mpa以上。

在其中一个实施例中，所述保护气氛为真空或还原性气体。

在其中一个实施例中，所述烧结过程中，烧结压力为1Mpa～4Mpa，烧结温度为600℃～850℃。