本發(fā)明涉及軸承用材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種自潤滑軸承材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：軸承用于確定旋轉(zhuǎn)軸與其他零件相對運動位置，起支承或?qū)蜃饔玫牧悴考?。它的主要功能是支撐機械旋轉(zhuǎn)體，用以降低設(shè)備在傳動過程中的機械載荷摩擦系數(shù)。按運動元件摩擦性質(zhì)的不同，軸承可分為滾動軸承和滑動軸承兩類。隨著各種加工產(chǎn)業(yè)機械不斷向高性能化發(fā)展，動力傳動傳導條件變得越來越苛刻，往往要求動力傳動傳導零部件滿足特殊的條件，如軸承的表面磨擦及抗接觸疲勞性能，輥軸在對金屬進行軋制時表面的磨擦磨損問題等，影響著軸承材料的使用。傳統(tǒng)的軸承由于其摩擦特性的限制，致使其表面耐磨性能和抗疲勞性能不佳，在工作狀態(tài)中，需定時的添加或更換液體潤滑劑。此類軸承使用和保養(yǎng)麻煩，使用壽命有限，長期使用易出現(xiàn)咬合問題。并且傳統(tǒng)的軸承材料無法適用于工作環(huán)境復雜，難以形成潤滑油膜或潤滑油膜易老化、失效等場合?；谏鲜鲫愂觯景l(fā)明提出了一種自潤滑軸承材料及其制備方法。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，而提出的一種自潤滑軸承材料及其制備方法。一種自潤滑軸承材料，包括軸承基體和基體表面的自潤滑層；所述自潤滑層通過粘結(jié)劑直接粘結(jié)在軸承基體的表面；所述軸承基體由以下重量份的原料組成：fe32～45份、cu13～18份、pb2～5份、sn2～5份、sic1～3份、wc1～3份、金屬硫化物10～15份、稀土元素2～4份；所述自潤滑層由以下重量份的原料組成：聚四氟乙烯20～30份、聚酰亞胺20～30份、聚醚醚酮20～30份、石墨8～12份、sic晶須1～3份、增強纖維3～8份、納米粉體1～3份、固體潤滑劑0.5～1.5份。優(yōu)選的，所述軸承基體由以下重量份的原料組成：fe40份、cu15份、pb4份、sn4份、sic2份、wc2份、金屬硫化物12份、稀土元素3份。優(yōu)選的，所述自潤滑層由以下重量份的原料組成：聚四氟乙烯25份、聚酰亞胺25份、聚醚醚酮25份、石墨10份、sic晶須2份、增強纖維6份、納米粉體2份、固體潤滑劑1份。優(yōu)選的，所述金屬硫化物為質(zhì)量比為1:1.2～1.8:2.3～3.4的二硫化鉬、二硫化錳和硫化鐵的組合物。優(yōu)選的，所述增強纖維為質(zhì)量比為1:2.5～4的玻璃纖維與碳纖維的組合物。優(yōu)選的，所述納米粉體為質(zhì)量比為2～5:1～3的納米陶瓷粉和納米蒙脫石的組合物。本發(fā)明還提出了一種自潤滑軸承材料的制備方法，包括以下步驟：s1、將所述比重的fe、cu、pb、sn和稀土元素加入到熔煉爐中，抽真空至真空度為-0.015～-0.08mpa，以15～25℃/s的速率持續(xù)升溫至原料完全融化后保溫，攪拌20～40min，得合金混合液a；s2、將所述比重的sic和wc加入到研磨機中，加入研磨介質(zhì)，混合研磨30～60min，研磨均勻后，加入到步驟s1中的合金混合液a中，以820～1020r/min的轉(zhuǎn)速攪拌混合均勻，邊攪拌邊通入惰性氣體，然后降溫至1550～1700℃，加入所述步驟的金屬硫化物，繼續(xù)攪拌混合20～40min，得合金混合液b；s3、將步驟s2中所得的合金混合液b澆注成所需的軸承基體，并將所得軸承基體置于1050～1150℃的溫度下，保溫3～5h后油冷降溫，然后置于400～520℃的溫度下，保溫4～6h后自然冷卻至室溫；s4、將所述比重的聚四氟乙烯、聚酰亞胺和聚醚醚酮加入到熔化罐中，迅速升溫至105～125℃后，以12～18℃/min的速率升溫至原料完全熔化后保溫，然后加入所述比重的石墨、sic晶須、增強纖維、納米粉體和固體潤滑劑，以550～680r/min的轉(zhuǎn)速攪拌混合均勻后，擠出壓延至厚度為0.3～0.8mm的薄膜，得自潤滑層；s5、將步驟s4中所得的自潤滑層通過粘結(jié)劑直接粘結(jié)在步驟s3中熱處理后的軸承基體的表面，檢查合格即得所需自潤滑軸承材料。本發(fā)明提出的一種自潤滑軸承材料，由自潤滑層通過粘結(jié)劑直接粘結(jié)在軸承基體的表面制成，其本身具有良好的耐磨性、抗疲勞性和自潤滑性，其摩擦系數(shù)小，可不使用潤滑劑直接工作，本發(fā)明提出的自潤滑軸承材料的自潤滑層能夠有效的保護磨軸，減少機械損傷，其還具有良好的抗老化性能和耐腐蝕性能，本發(fā)明制備方法簡單，制備成本低，所得軸承材料可適用于各種復雜環(huán)境，其使用和保養(yǎng)簡單，使用壽命長，值得推廣。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步解說。實施例一本發(fā)明提出的一種自潤滑軸承材料，包括軸承基體和基體表面的自潤滑層；所述自潤滑層通過粘結(jié)劑直接粘結(jié)在軸承基體的表面；所述軸承基體由以下重量份的原料組成：fe45份、cu18份、pb5份、sn5份、sic3份、wc3份、金屬硫化物15份、稀土元素4份；所述自潤滑層由以下重量份的原料組成：聚四氟乙烯30份、聚酰亞胺30份、聚醚醚酮30份、石墨12份、sic晶須3份、增強纖維8份、納米粉體3份、固體潤滑劑1.5份；其中金屬硫化物為質(zhì)量比為1:1.8:3.4的二硫化鉬、二硫化錳和硫化鐵的組合物；增強纖維為質(zhì)量比為1:4的玻璃纖維與碳纖維的組合物；納米粉體為質(zhì)量比為5:3的納米陶瓷粉和納米蒙脫石的組合物。其制備方法，包括以下步驟：s1、將所述比重的fe、cu、pb、sn和稀土元素加入到熔煉爐中，抽真空至真空度為-0.08mpa，以25℃/s的速率持續(xù)升溫至原料完全融化后保溫，攪拌40min，得合金混合液a；s2、將所述比重的sic和wc加入到研磨機中，加入研磨介質(zhì)，混合研磨60min，研磨均勻后，加入到步驟s1中的合金混合液a中，以1020r/min的轉(zhuǎn)速攪拌混合均勻，邊攪拌邊通入惰性氣體，然后降溫至1700℃，加入所述步驟的金屬硫化物，繼續(xù)攪拌混合40min，得合金混合液b；s3、將步驟s2中所得的合金混合液b澆注成所需的軸承基體，并將所得軸承基體置于1150℃的溫度下，保溫5h后油冷降溫，然后置于520℃的溫度下，保溫6h后自然冷卻至室溫；s4、將所述比重的聚四氟乙烯、聚酰亞胺和聚醚醚酮加入到熔化罐中，迅速升溫至125℃后，以18℃/min的速率升溫至原料完全熔化后保溫，然后加入所述比重的石墨、sic晶須、增強纖維、納米粉體和固體潤滑劑，以680r/min的轉(zhuǎn)速攪拌混合均勻后，擠出壓延至厚度為0.8mm的薄膜，得自潤滑層；s5、將步驟s4中所得的自潤滑層通過粘結(jié)劑直接粘結(jié)在步驟s3中熱處理后的軸承基體的表面，檢查合格即得所需自潤滑軸承材料。實施例二本發(fā)明提出的一種自潤滑軸承材料，包括軸承基體和基體表面的自潤滑層；所述自潤滑層通過粘結(jié)劑直接粘結(jié)在軸承基體的表面；所述軸承基體由以下重量份的原料組成：fe38份、cu15份、pb4份、sn3份、sic2份、wc2份、金屬硫化物12份、稀土元素3份；所述自潤滑層由以下重量份的原料組成：聚四氟乙烯25份、聚酰亞胺25份、聚醚醚酮25份、石墨10份、sic晶須2份、增強纖維5份、納米粉體2份、固體潤滑劑1份；其中金屬硫化物為質(zhì)量比為1:1.5:3的二硫化鉬、二硫化錳和硫化鐵的組合物；增強纖維為質(zhì)量比為1:3的玻璃纖維與碳纖維的組合物；納米粉體為質(zhì)量比為3:2的納米陶瓷粉和納米蒙脫石的組合物。其制備方法，包括以下步驟：s1、將所述比重的fe、cu、pb、sn和稀土元素加入到熔煉爐中，抽真空至真空度為-0.012mpa，以20℃/s的速率持續(xù)升溫至原料完全融化后保溫，攪拌30min，得合金混合液a；s2、將所述比重的sic和wc加入到研磨機中，加入研磨介質(zhì)，混合研磨45min，研磨均勻后，加入到步驟s1中的合金混合液a中，以920r/min的轉(zhuǎn)速攪拌混合均勻，邊攪拌邊通入惰性氣體，然后降溫至1620℃，加入所述步驟的金屬硫化物，繼續(xù)攪拌混合30min，得合金混合液b；s3、將步驟s2中所得的合金混合液b澆注成所需的軸承基體，并將所得軸承基體置于1100℃的溫度下，保溫4h后油冷降溫，然后置于460℃的溫度下，保溫5h后自然冷卻至室溫；s4、將所述比重的聚四氟乙烯、聚酰亞胺和聚醚醚酮加入到熔化罐中，迅速升溫至115℃后，以15℃/min的速率升溫至原料完全熔化后保溫，然后加入所述比重的石墨、sic晶須、增強纖維、納米粉體和固體潤滑劑，以620r/min的轉(zhuǎn)速攪拌混合均勻后，擠出壓延至厚度為0.5mm的薄膜，得自潤滑層；s5、將步驟s4中所得的自潤滑層通過粘結(jié)劑直接粘結(jié)在步驟s3中熱處理后的軸承基體的表面，檢查合格即得所需自潤滑軸承材料。實施例三本發(fā)明提出的一種自潤滑軸承材料，包括軸承基體和基體表面的自潤滑層；所述自潤滑層通過粘結(jié)劑直接粘結(jié)在軸承基體的表面；所述軸承基體由以下重量份的原料組成：fe32份、cu13份、pb2份、sn2份、sic1份、wc1份、金屬硫化物10份、稀土元素2份；所述自潤滑層由以下重量份的原料組成：聚四氟乙烯20份、聚酰亞胺20份、聚醚醚酮20份、石墨8份、sic晶須1份、增強纖維3份、納米粉體1份、固體潤滑劑0.5份；其中金屬硫化物為質(zhì)量比為1:1.2:2.3的二硫化鉬、二硫化錳和硫化鐵的組合物；增強纖維為質(zhì)量比為1:2.5的玻璃纖維與碳纖維的組合物；納米粉體為質(zhì)量比為2:1的納米陶瓷粉和納米蒙脫石的組合物。其制備方法，包括以下步驟：s1、將所述比重的fe、cu、pb、sn和稀土元素加入到熔煉爐中，抽真空至真空度為-0.015mpa，以15℃/s的速率持續(xù)升溫至原料完全融化后保溫，攪拌20min，得合金混合液a；s2、將所述比重的sic和wc加入到研磨機中，加入研磨介質(zhì)，混合研磨30min，研磨均勻后，加入到步驟s1中的合金混合液a中，以820r/min的轉(zhuǎn)速攪拌混合均勻，邊攪拌邊通入惰性氣體，然后降溫至1550℃，加入所述步驟的金屬硫化物，繼續(xù)攪拌混合20min，得合金混合液b；s3、將步驟s2中所得的合金混合液b澆注成所需的軸承基體，并將所得軸承基體置于1050℃的溫度下，保溫3h后油冷降溫，然后置于400℃的溫度下，保溫4h后自然冷卻至室溫；s4、將所述比重的聚四氟乙烯、聚酰亞胺和聚醚醚酮加入到熔化罐中，迅速升溫至105℃后，以12℃/min的速率升溫至原料完全熔化后保溫，然后加入所述比重的石墨、sic晶須、增強纖維、納米粉體和固體潤滑劑，以550r/min的轉(zhuǎn)速攪拌混合均勻后，擠出壓延至厚度為0.3mm的薄膜，得自潤滑層；s5、將步驟s4中所得的自潤滑層通過粘結(jié)劑直接粘結(jié)在步驟s3中熱處理后的軸承基體的表面，檢查合格即得所需自潤滑軸承材料。利用摩擦系數(shù)測定儀對上述實施例一～三制備的自潤滑軸承材料進行摩擦系數(shù)的測定試驗，并利用導熱系數(shù)測定儀對上述實施例一～三制備的自潤滑軸承材料進行導熱系數(shù)的測定試驗，具體試驗結(jié)果如下：摩擦系數(shù)壓縮強度（mpa）實施例一0.0037198實施例二0.0032225實施例三0.0040232以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁12