一種無油潤滑軸承材料及其制備方法技術

本發明專利技術公開的一種無油潤滑軸承材料，按照質量百分比由以下組分組成B4C：4％-8％、Ti：15％-25％、ZrO2：12％-20％、Ni：10％-15％，其余為W，上述組分的質量百分比之和為100％。本發明專利技術公開的該無油潤滑軸承材料的制備方法經過稱量、混粉、壓制成型以及真空熱壓燒結四個步驟即得。本發明專利技術的一種無油潤滑軸承材料及其制備方法采用真空熱壓燒結的方法制得無油潤滑軸承材料，該材料不但具有高強度、高硬度、耐高溫以及耐磨損的優異性能，同時具備較好的韌性，適用于制作航空航天、航海以及核電等工業領域需要的高運轉強度、性能穩定的無油潤滑軸承。

【技術實現步驟摘要】
一種無油潤滑軸承材料及其制備方法
本專利技術屬于合金材料
，具體涉及一種無油潤滑軸承材料，還涉及一種無油潤滑軸承材料的制備方法。
技術介紹
隨著科技的發展，人們對機械設備的性能要求越來越高，特別是航空航天、核電站建設以及海運等領域對機械設備的性能要求更高。但是現有的軸承作為動力傳遞的結構件之一，由于材料所限，耐摩擦能力較弱，即使在運轉過程中及時添加潤滑油，也難以長久使用，其機械壽命普遍較短，這極大程度上限制了機械設備的工作性能。另外，現有軸承的機械強度也難以滿足特殊工況下機械設備高速運轉的要求。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種無油潤滑軸承材料，解決了現有的軸承材料機械強度及耐摩擦能力差的缺點。本專利技術的目的還在于提供一種無油潤滑軸承材料的制備方法。本專利技術所采用的技術方案是：一種無油潤滑軸承材料，按照質量百分比由以下組分組成B4C：4％-8％、Ti：15％-25％、ZrO2：12％-20％、Ni：10％-15％，其余為W，上述組分的質量百分比之和為100％。本專利技術所采用的另一種技術方案為：一種無油潤滑軸承材料的制備方法，具體包括以下步驟：步驟一、按照質量百分比分別稱取均為粉末狀的B4C：4％-8％、Ti：15％-25％、ZrO2：12％-20％、Ni：10％-15％，其余為W，上述組分的質量百分比之和為100％；步驟二、將步驟一稱取的組分混合均勻；步驟三、將經過步驟二混合處理的混合料填入成型磨具中壓制成型得到基料；步驟四、將步驟三得到的基料經過燒結，即得無油潤滑軸承材料。本專利技術的特點還在于，步驟二中利用混粉機將粉末狀的各組分混合均勻。步驟三中利用粉末壓樣機將混合料壓制成型。步驟四中燒結采用真空熱壓燒結方式，燒結溫度為1300℃-1420℃。本專利技術的有益效果是：本專利技術的一種無油潤滑軸承材料及其制備方法采用真空熱壓燒結的方法制得無油潤滑軸承材料，該材料不但具有高強度、高硬度以及耐磨損的優異性能，同時具備較好的韌性，適用于制作航空航天、航海以及核電等工業領域需要的高運轉強度、性能穩定的無油潤滑軸承。具體實施方式下面結合具體實施方式對本專利技術進行詳細說明。本專利技術的一種無油潤滑軸承材料，按照質量百分比由以下組分組成B4C：4％-8％、Ti：15％-25％、ZrO2：12％-20％、Ni：10％-15％，其余為W，上述組分的質量百分比之和為100％。實施例1本專利技術提供的一種無油潤滑軸承材料的制備方法，具體包括以下步驟：步驟一、按照質量百分比分別稱取均為粉末狀的B4C：4％、Ti：25％、ZrO2：20％、Ni：10％，其余為W，上述組分的質量百分比之和為100％；步驟二、將步驟一稱取的粉末狀組分放入混粉機中混合均勻；步驟三、將經過步驟二混合均勻的混合料填入成型磨具中利用粉末壓樣機壓制成型得到基料；步驟四、將步驟三得到的基料經采用真空熱壓燒結方式進行燒結，燒結溫度為1300℃，即得無油潤滑軸承材料。實施例2本專利技術提供的另一種無油潤滑軸承材料的制備方法，具體包括以下步驟：步驟一、按照質量百分比分別稱取均為粉末狀的B4C：6％、Ti：22％、ZrO2：18％、Ni：14％，其余為W，上述組分的質量百分比之和為100％；步驟二、將步驟一稱取的粉末狀組分放入混粉機中混合均勻；步驟三、將經過步驟二混合均勻的混合料填入成型磨具中利用粉末壓樣機壓制成型得到基料；步驟四、將步驟三得到的基料經采用真空熱壓燒結方式進行燒結，燒結溫度為1350℃，即得無油潤滑軸承材料。實施例3本專利技術提供的另一種無油潤滑軸承材料的制備方法，具體包括以下步驟：步驟一、按照質量百分比分別稱取均為粉末狀的B4C：7％、Ti：23％、ZrO2：20％、Ni：15％，其余為W，上述組分的質量百分比之和為100％；步驟二、將步驟一稱取的粉末狀組分放入混粉機中混合均勻；步驟三、將經過步驟二混合均勻的混合料填入成型磨具中利用粉末壓樣機壓制成型得到基料；步驟四、將步驟三得到的基料經采用真空熱壓燒結方式進行燒結，燒結溫度為1420℃，即得無油潤滑軸承材料。實施例4本專利技術提供的另一種無油潤滑軸承材料的制備方法，具體包括以下步驟：步驟一、按照質量百分比分別稱取均為粉末狀的B4C：8％、Ti：25％、ZrO2：12％、Ni：15％，其余為W，上述組分的質量百分比之和為100％；步驟二、將步驟一稱取的粉末狀組分放入混粉機中混合均勻；步驟三、將經過步驟二混合均勻的混合料填入成型磨具中利用粉末壓樣機壓制成型得到基料；步驟四、將步驟三得到的基料經采用真空熱壓燒結方式進行燒結，燒結溫度為1420℃，即得無油潤滑軸承材料。本專利技術的一種無油潤滑軸承材料的制備方法選用耐高溫、硬度大的B4C，耐蝕性強、抗沖擊性和可燒結性能優良的ZrO2，強度大、比重輕、抗腐蝕的Ti，耐高溫、抗腐蝕、機械性能優良的Ni，硬度大、密度高、熱膨脹系數小、可塑性強的W一起進行真空熱壓燒結，其中以純Ti粉末和B4C粉末為原料，利用Ti與B4C間的原位反應，通過粉末冶金法制備得到以Ti為基體并包含TiC、TiB和B4C等多種高強度和高耐磨陶瓷相增強體的鈦基復合材料，由于各類陶瓷相彌散分布在鈦金屬基體中，彼此通過金屬與陶瓷的原位反應界面連接，可有效改善復合材料的斷裂韌性和強度，降低了其脆性；而Ni、W兩種元素也能與B4C中的C元素發生作用，形成各型彌散分布的碳化物硬質相，還能溶入合金基體中起到固溶強化作用，提高合金的機械強度和高溫抗腐蝕性。因此燒結后得到的材料具有機械強度高、硬度高、抗腐蝕、韌性好以及耐高溫的特性，其耐摩擦性非常好，同時使用壽命也很長，而且其相對重量比同等體積的材料物質還要輕，因此非常適合做無油潤滑的軸承材料。利用本專利技術一種無油潤滑軸承材料的制備方法最終制備得到的無油潤滑軸承材料具有非常好的機械性能：通過實驗獲得其硬度可以達到46HRC-62HRC，在常溫溫度到600℃的條件下其熱膨脹系數僅為4.5μm/(m·k)-6.8μm/(m·k)，在常溫下的抗壓強度為736MPa-984MPa、在600℃的條件下抗壓強度為513MPa-632MPa，其在不同溫度下的摩擦系數及磨損率如表1所示：溫度℃摩擦系數磨損率×10-14，m3(N·m)250.36～0.482.18～4.254000.26～0.370.53～3.226800.13～0.290.36～2.87表1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種無油潤滑軸承材料，其特征在于，按照質量百分比由以下組分組成B4C：4％?8％、Ti：15％?25％、ZrO2：12％?20％、Ni：10％?15％，其余為W，上述組分的質量百分比之和為100％。

【技術特征摘要】
1.一種無油潤滑軸承材料，其特征在于，按照質量百分比由以下組分組成B4C：4％-8％、Ti：15％-25％、ZrO2：12％-20％、Ni：10％-15％，其余為W，上述組分的質量百分比之和為100％。2.如權利要求1所述的一種無油潤滑軸承材料的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：步驟一、按照質量百分比分別稱取均為粉末狀的B4C：4％-8％、Ti：15％-25％、ZrO2：12％-20％、Ni：10％-15％，其余為W，上述組分的質量百分比...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙克中，
申請(專利權)人：寶雞泰華磁機電技術研究所有限公司，
類型：發明
國別省市：陜西;61