[發明專利]一種高熵合金基自潤滑含油軸承材料

在審

• 申請號: 201910139775.X
• 申請日: 2019-02-26
• 公開（公告）號: CN109702199A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 張愛軍;孟軍虎;韓杰勝;蘇博
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: B22F3/11
• 分類號: B22F3/11;B22F3/26;C22C1/04;C22C30/00
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 李艷華

本發明涉及一種高熵合金基自潤滑含油軸承材料，該材料由構成骨架的高熵合金粉末和均勻填充在骨架中的固體潤滑劑粉末先于保護氣氛下燒結成孔隙含量為5~45%的制品，然后于真空或加熱狀態下完全浸入潤滑油即得。本發明自潤滑含油軸承材料克服了常規含油軸承力學性能和摩擦學性能之間難以平衡的矛盾，具有摩擦系數低、耐磨性好、承載高、噪音小、壽命長、可靠性高和加工性能良好等優點，在高速、重載和強沖擊等苛刻工況下具有良好的自潤滑性能和力學性能，且不會發生破碎和斷裂，可制造成含油軸承用于工程機械、航空航天、武器裝備、汽車、機床、電機、計算機和家用電器等領域。

技術領域

本發明涉及含油軸承領域，尤其涉及一種高熵合金基自潤滑含油軸承材料。

背景技術

含油軸承能夠利用自身的多孔結構含浸大量潤滑油，當與軸產生相對運動時潤滑油由多孔結構中滲出，產生潤滑和支撐軸的作用，能夠在無油或貧油潤滑的工況下提供良好而可靠的潤滑，無需供油便能夠長時間使用，因而被廣泛應用于工程機械、航空航天、武器裝備、紡織機械、食品機械、制藥機械、計算機和家用電器等領域。根據基體材料的不同，目前廣泛應用的含油軸承可分為聚合物基、鋁基、銅基和鐵基等三大類。其中，基體主要起支撐負荷和抗磨的作用，多孔結構中含浸的潤滑油主要起潤滑作用。為進一步改善含油軸承的減摩抗磨性能和使用壽命，部分含油軸承中還會添加一定量的固體潤滑劑，如石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯和硫化鋅等。固體潤滑劑的添加能夠在無油潤滑的情況下提供可靠的減摩抗磨作用，使含油軸承具有更好的摩擦學性能和更長的使用壽命。

為了獲得良好的減摩抗磨性能，含油軸承中通常需要保持大量的多孔結構和添加大量的固體潤滑劑，然而，其中的多孔結構和添加的固體潤滑劑難以避免對其力學性能具有破壞作用，使其在高速、重載和強沖擊等苛刻工況下容易發生斷裂、破碎和嚴重變形等災難性的后果。因此，含油軸承的力學性能和摩擦學性能之間存在相互對抗的矛盾，如何獲得兼具良好力學性能和摩擦學性能的高性能含油軸承是該領域的技術瓶頸之一。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種兼具良好力學性能、潤滑性能和抗磨性能的高熵合金基自潤滑含油軸承材料。

為解決上述問題，本發明所述的一種高熵合金基自潤滑含油軸承材料，其特征在于：該材料由構成骨架的高熵合金粉末和均勻填充在骨架中的固體潤滑劑粉末先于保護氣氛下燒結成孔隙含量為5 ~ 45%的制品，然后于真空或加熱狀態下完全浸入潤滑油即得；所述固體潤滑劑粉末的體積百分含量為0 ~ 45%。

所述高熵合金粉末的粒徑為5~150 μm，其成分為CoCrFeNiMo_x，其中x = 0.05~0.5，Co、Cr、Fe和Ni四種元素的原子百分比為接近等原子比，即Co:Cr:Fe:Ni =0.7~1.3:0.7~1.3:0.7~1.3: 0.7~1.3。

所述固體潤滑劑粉末是指石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯和硫化鋅中的一種或幾種，其粒徑為2~120 μm。

所述保護氣氛是指真空、氫氣、氬氣、氮氣中的任意一種。

所述燒結方法是指熱壓燒結方法或無壓燒結方法。

所述熱壓燒結的條件是指燒結壓力為0.2~10 MPa，燒結溫度為900~1300 ℃，燒結保溫時間為5~240 min，升溫速率為30~300℃/min。

所述無壓燒結方法是指首先應用模具預壓成型，然后在無壓燒結爐中燒結成型，燒結溫度為900~1300 ℃，燒結保溫時間為30~240 min，升溫速率為2~15 ℃/min。

所述潤滑油是指聚α烯烴PAO系列潤滑油、常規機油、發動機潤滑油、齒輪油、錠子油和氣缸油中的任意一種。

本發明與現有技術相比具有以下優點：