[發明專利]一種溫度自適應潤滑軸承及其制備方法

在審

• 申請號: 202011482479.9
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112853261A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 邢佑強;吳澤;謝明江;李燕凡
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C23C14/02
• 分類號: C23C14/02;C23C14/06;C23C14/32;F16C33/58;F16C33/62;F16C33/64
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 黃雪

本發明公開了一種溫度自適應潤滑軸承及其制備方法，軸承基體材料為軸承鋼或不銹鋼，基體材料表面具有ZrAgNbN+MoTeVC交替分布的溫度自適應潤滑疊層涂層，該疊層涂層至少含有10層ZrAgNbN層和10層MoTeVC層，且ZrAgNbN與MoTeVC單個層的厚度小于等于300nm；該涂層采用多弧離子鍍+中頻磁控濺射共沉積的方法在軸承基體表面制備。該軸承在工作溫度較低時，MoTeVC涂層能夠起到潤滑作用，溫度較高時，ZrAgNbN、MoTeVC及空氣中氧氣會發生反應生成Ag₃VO₄和Ag₂MoO₄高溫潤滑相，從而能夠起到潤滑作用。該軸承在寬溫度范圍或交變溫度條件下均具有良好的潤滑功效，可有效減小軸承磨損，提高軸承壽命。

技術領域

本發明屬于軸承制造技術領域，特別涉及了一種ZrAgNbN+MoTeVC溫度自適應潤滑軸承及其制備方法。

背景技術

軸承是工業中使用極其普遍的關鍵零件，其基本功能是為旋轉機械和擺動機械提供受力支撐和運動轉換，降低設備在傳動過程中的摩擦系數，以保證設備的正常工作。軸承工作過程中存在較大的摩擦磨損，使用過程通常需要使用潤滑劑。自潤滑技術能夠實現軸承無油潤滑，突破潤滑油或潤滑脂等使用的局限性，開發新型的低磨損及長壽命的自潤滑軸承對先進制造業具有重要意義。然而，如何提高寬溫度范圍或交變溫度條件下軸承潤滑性能成為軸承工作過程存在的難題。

中國專利“申請號：200910061165.9”報道了一種薄壁鑲嵌自潤滑軸承及其制造方法，該軸承基材表面加工出盲孔，通過將固體潤滑劑壓入盲孔中，從而實現軸承的自潤滑功能。中國專利“申請號：201910511263.1”報道了一種減摩抗磨自潤滑涂層軸承及其制備方法，該軸承通過等離子體噴涂方法，在基體表面制備硬質合金層、氮化硅陶瓷層和立方氮化硼層復合潤滑涂層，實現工作過程中的潤滑功效。中國專利“申請號：201710547274.6”報道了一種自潤滑軸承及其制備方法，通過激光熔覆方法在含鉻合金鋼軸承基體表面制備出石墨烯/氟化鈣/陶瓷自潤滑涂層，從而實現軸承本身的自潤滑功能。

發明內容

發明目的：為克服現有技術的不足，本發明提供一種溫度自適應潤滑軸承及其制備方法。通過在軸承基體表面制備交替分布的溫度自適應潤滑涂層，使得軸承在寬溫域及交變溫度范圍內均具有良好的自適應潤滑功效，從而減小軸承工作過程中的摩擦磨損，提高軸承壽命。

技術方案：本發明的一種溫度自適應潤滑軸承，基體材料為軸承鋼或不銹鋼，基體表面具有ZrAgNbN+MoTeVC交替分布的溫度自適應潤滑疊層涂層。

上述疊層涂層至少含有10層ZrAgNbN層和10層MoTeVC層，且ZrAgNbN與MoTeVC單個層的厚度小于等于300nm。

本發明的一種溫度自適應潤滑軸承，ZrAgNbN涂層中Zr元素原子百分比為30-50％，Ag元素原子百分比為10-20％，Nb元素原子百分比為5-20％，N元素原子百分比為20-40％，所述Zr、Ag、Nb、N元素原子百分比之和為100％；MoTeVC涂層中Mo元素原子百分比為20-25％，Te元素原子百分比為40-50％，V元素原子百分比為10-20％，C元素原子百分比為10-20％，所述Mo、Te、V、C元素原子百分比之和為100％。

本發明的一種溫度自適應潤滑軸承，其制備方法包括以下步驟：

(1)前處理：將軸承基體依次放入酒精和丙酮中超聲清洗各20-30min，去除表面油漬污染物，采用真空干燥箱充分干燥后迅速放入鍍膜機真空室，真空室本底真空度為7.0×10^-3-9.0×10^-3Pa，加熱至150-300℃，保溫時間30-40min；