[發明專利]一種應用于回轉支承滾道的潤滑耐磨涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 202110400510.8
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113512311B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 史曉亮;張凱鵬;薛亞文;黃奇鵬
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張秋燕

本發明公開了一種應用于回轉支承滾道的潤滑耐磨涂層及其制備方法，屬于軸承鋼涂層技術領域。本發明主要以回轉支承軸承滾道材料42CrMo等為基體材料，潤滑耐磨涂層由硅鐵、硼酸鈉、二氧化鈦、硅酸鈣、碳酸氫鈉、碳化三鐵、鎳鐵、多元二維材料、鉻鐵及玻璃粉通過球磨、微波加熱合成、球磨、激光熔覆而成；所述的原料按質量百分比計為：硅鐵19~26%、硼酸鈉8~15%、二氧化鈦4~10%、硅酸鈣12~25%、碳酸氫鈉6~11%、碳化三鐵9~14%、鎳鐵13~22%、多元二維材料0.5~2%、鉻鐵10~18%及玻璃粉1~3%。所述的潤滑耐磨涂層具有優異的耐磨、耐腐蝕、耐高溫等性能，可顯著降低滾動體與滾道圈之間的磨損率，起到對回轉支承的保護作用。

技術領域

本發明屬于固體潤滑涂層技術領域，具體地，本發明涉及一種應用于回轉支承滾道的潤滑耐磨涂層及其制備方法。

背景技術

回轉支承因其能承受巨大的傾覆力矩、較大的徑向及軸向載荷，被稱為“機器的關節”，并作為調向系統被廣泛地應用于生產中的起重機械、新能源發電設備及醫療設施等領域。其工作原理為通過滾動體與滾道相對運動，進而帶動整個設備的轉向。特殊的工作結構決定了其復雜的制造工藝、較高的生產成本及良好的潤滑條件。

由于回轉支承滾動體—滾道之間的高副接觸形式，二者之間也有相對滑動，在外部高載荷的作用下，滾動體所受到力會急劇增加。當潤滑不良時，導致磨損加劇，金屬之間因直接接觸會出現大量的磨屑、點蝕、剝落等現象，增大滾動體與滾道圈之間的間隙及表面粗糙度。同時，整個設備也處于不良的工作狀況，隨著機械設備的繼續運行，回轉阻力越來越大，產生惡性磨損，不良的振動和沖擊使設備發出異響，直接影響機械的使用功能，大幅削減其有效的工作時間，當低于設備運行的最低工況要求時，整個回轉支承產品就會失效。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足而提供一種應用于回轉支承滾道的潤滑耐磨涂層及其制備方法，通過避免滾動體與滾道的直接接觸以起到降低磨損、保護回轉支承的作用，解決了滾動體與滾道圈之間磨損致使回轉支承機械失效的問題，可顯著降低滾動體與滾道圈之間的磨損率，起到對回轉支承的保護作用。

本發明為解決上述提出的問題所采用的技術方案為：

一種應用于回轉支承滾道的潤滑耐磨涂層，其原料按質量百分比計包括硅鐵19～26％、硼酸鈉8～15％、二氧化鈦4～10％、硅酸鈣(即十水硅酸鈣，后文中無特殊說明，硅酸鈣的質量百分比均以十水硅酸鈣來計)12～25％、碳酸氫鈉6～11％、碳化三鐵9～14％、鎳鐵13～22％、基于Mo-B的多元二維材料0.5～2％、鉻鐵10～18％及玻璃粉1～3％。

按上述方案，所述的鎳鐵中鎳元素所占質量百分數為65～80％，所述的鉻鐵中鉻元素所占質量百分數為33～50％；所述硅鐵中硅元素的質量分數為20～35％。

按上述方案，所述的基于Mo-B的多元二維材料的制備方法為：選用鉬酸銨粉末、鈷粉、硅粉、鈦粉、硼粉作為原料，按各原料質量百分比計：鉬酸銨粉末32～43％、鈷粉9～13％、硅粉18～27％、鈦粉2～5％、硼粉28～39％稱取各原料粉末，將球磨得到復合粉末，干燥篩分150～200目的微粉，優選為球狀；將干燥篩分后的粉末放入坩堝中進行微波加熱合成，使用氬氣作為保護氣，通入量為8～10L/min，采用單模微波，在輸出功率為900～1100W的作用下加工15～20分鐘，然后保溫3～6個小時取出在室溫下陳化12～18個小時后，得到所述的基于Mo-B的多元二維材料。

上述應用于回轉支承滾道的潤滑耐磨涂層是由硅鐵粉末、十水硼酸鈉、二氧化鈦、硅酸鈣粉末、碳酸氫鈉、碳化三鐵粉末、鎳鐵粉末、基于Mo-B的多元二維材料、鉻鐵粉末及球形玻璃粉通過球磨、微波加熱合成、球磨、激光熔覆而制成。

上述應用于回轉支承滾道的潤滑耐磨涂層的制備方法，主要包括如下步驟：

步驟1)，基體準備：對42CrMo基體進行預處理和清洗，室溫下風干備用；