本發(fā)明涉及汽車配件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種固體潤(rùn)滑的滾珠軸承及其制備方法。

背景技術(shù)：

滾珠軸承是滾動(dòng)軸承的一種，將球形合金鋼珠安裝在內(nèi)鋼圈和外鋼圈的中間，以滾動(dòng)方式來降低動(dòng)力傳遞過程中的摩擦力和提高機(jī)械動(dòng)力的傳遞效率。滾珠軸承不能承受較大的重載荷，在輕工業(yè)機(jī)械中較常見。滾珠軸承也叫球軸承。

而保持器的硬度相較于滾珠與環(huán)低，其材料有金屬(如：中碳鋼、鋁合金)或非金屬(如：鐵弗龍、PTEF、高分子材料)。滾動(dòng)軸承(rolling bearing)比軸頸軸承(journal bearing)的轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦阻力小，因此相同的轉(zhuǎn)速下，由于摩擦產(chǎn)生的溫度會(huì)比較低。

滾珠軸承一般是用在低載荷機(jī)械傳動(dòng)的設(shè)備中。因?yàn)闈L珠軸承的承載面積小，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下極易出現(xiàn)嚴(yán)重的機(jī)械性損傷，所以在重載荷的機(jī)械傳動(dòng)中往往采取滾針式軸承以加大承載面，提高機(jī)械傳遞效率，同時(shí)降低機(jī)械性損傷。

滾珠軸承改變了軸承的摩擦方式，采用滾動(dòng)磨擦，這一方式更為有效的降低了軸承面之間的摩擦現(xiàn)象，但所述摩擦方式導(dǎo)致需要采用潤(rùn)滑脂、潤(rùn)滑油進(jìn)行減少摩擦。由于潤(rùn)滑脂、潤(rùn)滑油會(huì)消耗，因此需要定期進(jìn)行添加，由此導(dǎo)致機(jī)械拆裝等缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種固體潤(rùn)滑的滾珠軸承及其制備方法，能夠使得滾珠軸承摩擦減小。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種固體潤(rùn)滑的滾珠軸承，所述滾珠表面具有20-30μm厚度的自潤(rùn)滑涂層，所述涂層通過如下方法制備：

(1)將Cr₃C₂與NiCr在行星球磨機(jī)上球磨至不再沉淀；

(2)加入石墨烯、Ni包覆微米石墨和h-BN繼續(xù)球磨至少10分鐘；

(3)球磨停止前5分鐘時(shí)，加入有機(jī)黏結(jié)劑球磨，得到懸濁液；

(4)將懸濁液進(jìn)行噴霧造粒，得到自潤(rùn)滑團(tuán)聚顆粒；

(5)在滾珠表面等離子噴涂所述自潤(rùn)滑團(tuán)聚顆粒。

本發(fā)明所述的Cr₃C₂-NiCr-石墨烯是Cr₃C₂與NiCr與石墨烯作為一個(gè)組分按照重量比(5～3):(2～1):1混合而成。優(yōu)選的，所述重量比為4:1:1。

所述等離子噴涂，其電流為400-700A，電壓為30-70V，主氣氬氣流量50-140L/min，送粉速度25-60g/min。優(yōu)選的，電流為550A，電壓30V，氬氣流量50L/min。

Cr₃C₂-NiCr涂層磨損以磨粒磨損為主，還存在部分粘著磨損以及因疲勞磨損引起的剝落痕跡；加入鎳包覆改性石墨潤(rùn)滑劑涂層的磨損表面的自潤(rùn)滑涂層明顯增多，這是在摩擦磨損過程中石墨不斷從鎳包石墨顆粒中析出，在切向力作用下流動(dòng)，能對(duì)犁溝起到“填平”作用，因而可提高其耐磨性；鎳包覆納米h-BN成為形核中心，進(jìn)一步細(xì)化晶粒，使生成的硬質(zhì)相CrB₄細(xì)化彌散在Cr₃C₂-NiCr內(nèi)，摩擦應(yīng)力使亞表層中的h-BN被擠到表面上而形成潤(rùn)滑膜。隨著h-BN含量的增加，會(huì)使?jié)櫥じ玫男纬?，涂層耐磨性得到提高?/p>

本發(fā)明的復(fù)合涂層厚度約為20-30μm，其硬度較基體明顯提高，超過500HV_0.2。同時(shí)，在復(fù)合涂層中添加石墨烯使得晶粒得到細(xì)化，平均晶粒尺寸下降到20nm左右。

本發(fā)明的復(fù)合涂層使得摩擦系數(shù)和磨損率同時(shí)降低，具有較低的摩擦系數(shù)，同時(shí)具有更優(yōu)良的耐磨性。在各個(gè)載荷下，磨損率比基體降低50％以上。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

實(shí)施例1

一種固體潤(rùn)滑的滾珠軸承，所述滾珠表面具有20-30μm厚度的自潤(rùn)滑涂層，所述涂層通過如下方法制備：

(1)將Cr₃C₂與NiCr在行星球磨機(jī)上球磨至不再沉淀；

(2)加入石墨烯、Ni包覆微米石墨和h-BN繼續(xù)球磨至少10分鐘；

(3)球磨停止前5分鐘時(shí)，加入有機(jī)黏結(jié)劑球磨，得到懸濁液；

(4)將懸濁液進(jìn)行噴霧造粒，得到自潤(rùn)滑團(tuán)聚顆粒；

(5)在滾珠表面等離子噴涂所述自潤(rùn)滑團(tuán)聚顆粒。

對(duì)比例1

省略實(shí)施例1的石墨烯，其余與實(shí)施例1相同。

對(duì)比例2

省略實(shí)施例1的NiCr，其余與實(shí)施例1相同。

對(duì)比例3

省略實(shí)施例1的Cr₃C₂，其余與實(shí)施例1相同。

對(duì)比例1-3的涂層，同樣能起到潤(rùn)滑作用，但所述潤(rùn)滑效果稍差，只是相較于不含涂層的滾珠，提高一些。實(shí)施例1的潤(rùn)滑效果要明顯優(yōu)于對(duì)比例1-3，且耐磨時(shí)間長(zhǎng)，起到潤(rùn)滑的時(shí)間也明顯較長(zhǎng)。即，本發(fā)明的3種材料混合，起到協(xié)同作用。