强耐磨性的煤矸石基高温自润滑滚动轴承及其加工方法技术

本发明专利技术属于轴承技术领域，具体涉及强耐磨性的煤矸石基高温自润滑滚动轴承及其加工方法，包括以下步骤：将煤矸石粉碎，制备煤矸石粉；将煤矸石粉与粘结剂溶液混合，置于环状模具中，干燥后，烧结，置于金属离子中浸渍，制得多孔陶瓷；在还原气体氛围下，将多孔陶瓷烧结，制备润滑基体；将内圈置于润滑基体内侧，烧结，制备中间体一；将中间体一置于润滑液中浸渍，冷却后，制备中间体二；在外圈内侧安装滚动体组件，并将中间体二置于滚动体组件内侧，制得自润滑滚动轴承

【技术实现步骤摘要】
强耐磨性的煤矸石基高温自润滑滚动轴承及其加工方法


[0001]本专利技术属于轴承
，具体涉及强耐磨性的煤矸石基高温自润滑滚动轴承及其加工方法
。

技术介绍

[0002]滚动轴承是一种精密的机械元件，其作用是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦转变变为滚动摩擦，这种转变可以减少轴与轴座之间的摩擦损失
。
如图1所示，滚动轴承一般由内圈
1、
外圈
3、
滚动体和保持架四部分组成
(
滚动体和保持架构成了图中的滚动体组件
2)
，轴安装在内圈中，内圈与轴相配合并与轴一起旋转；外圈安装在轴承座上，作用是与轴承座相配合，起到支撑作用；滚动体分布在内圈和外圈之间，但是滚动体需要借助保持架才能实现均匀分布，保持架的存在使得滚动体能够实现旋转，进而起到润滑的作用
。
由此可见，滚动体对于滚动轴承是至关重要的，对其旋转过程中的润滑可以有助于降低摩擦损耗，延长滚动轴承的使用寿命
。
[0003]为了提高滚动轴承的润滑效果，常用的方法是直接在轴承上涂覆固体润滑剂，这种方法操作简单，但是这种方式由于润滑剂大部分附着于轴承材料表面，轴承携带的润滑剂量较低，随着使用时间的延长，固体润滑剂被逐渐消耗，润滑效果不好，最终还是会导致轴承磨损严重，进而影响轴承的使用寿命
。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了强耐磨性的煤矸石基高温自润滑滚动轴承及其加工方法，解决了直接涂覆固体润滑剂润滑效果不好的问题
。
[0005]本专利技术具体是通过如下技术方案来实现的
。
[0006]本专利技术提供了一种强耐磨性的煤矸石基高温自润滑滚动轴承的加工方法，包括以下步骤：
[0007]S1、
润滑基体的制备
[0008]S11、
将煤矸石粉碎，并用
1000
目筛进行筛分，制备煤矸石粉；
[0009]S12、
将煤矸石粉与粘结剂溶液混合，置于环状模具中，干燥后，置于
1100
‑
1300℃
烧结，制备多孔陶瓷基体；
[0010]S13、
将所述多孔陶瓷基体置于含有
Cu
2+
、Ag
+
、Sn
4+
的混合溶液中浸渍，浸渍完成后，干燥，制得金属离子复合后的多孔陶瓷；
[0011]S14、
在还原气体氛围下，将金属离子复合后的多孔陶瓷于
400
‑
500℃
烧结，制备环状的润滑基体；
[0012]S2、
将内圈置于环状的润滑基体内侧，烧结处理，制备中间体一；将固体润滑剂置于
100
‑
150℃
，制备润滑液，真空条件下，将中间体一置于润滑液中浸渍，冷却后，制备中间体二；
[0013]S3、
在外圈内侧安装滚动体组件，并将中间体二置于滚动体组件内侧，使得滚动体
组件与中间体二中的润滑层抵接，制得所述强耐磨性的煤矸石基高温自润滑滚动轴承
。
[0014]进一步的，
S12
中，粘结剂溶液为浓度为2‑
4wt
％的聚乙烯醇水溶液，煤矸石粉与粘结剂溶液的用量比为4‑
7g
：
1mL。
[0015]进一步的，
S12
中，烧结时间为1‑
2h。
[0016]进一步的，
S13
中，
Cu
2+
、Ag
+
、Sn
4+
的摩尔比为5‑
7:1
：
1。
[0017]进一步的，
S13
中，浸渍时间为1‑
2h。
[0018]进一步的，
S14
中，还原气体氛围为氢气和氮气的混合气体，且氢气和氮气的体积为1：
1。
[0019]进一步的，
S14
中，烧结时间为3‑
4h。
[0020]进一步的，
S2
中，烧结处理的温度为
800
‑
900℃
，烧结时间为2‑
3h。
[0021]本专利技术还提供了由上述加工方法制得的强耐磨性的煤矸石基高温自润滑滚动轴承
。
[0022]本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：
[0023]与传统采用固体润滑剂附着于轴承表面的方法不同，本专利技术将润滑剂设置与轴承结构内部，且能使润滑剂持续释放至滚动体，对其进行持续润滑，具体为：
[0024]本专利技术以煤矸石为原料，先制备了煤矸石基多孔陶瓷材料，之后将其浸渍于含有
Cu
2+
、Ag
+
、Sn
4+
的混合溶液中，通过热还原法负载了金属
Ag、Sn、Cu。
固体润滑剂在高温下成为“准液态”，将上述多孔材料浸渍于润滑液中，在真空条件下，润滑液能通过材料的多孔结构充分进入材料的内部，冷却后，材料内外均负载了固体润滑剂
。
将上述材料置于滚动轴承中的内圈和滚动体组件之间，并使滚动体组件与润滑层抵接，即制得改进的强耐磨性的煤矸石基高温自润滑滚动轴承
。
当轴承在服役过程中，随着温度的升高，润滑层中的固体润滑剂变为“准液态”，滚动体组件与最外层的润滑剂接触，润滑剂可以进入滚动体组件中，对其中的滚动体进行润滑，随着最外层润滑剂含量的降低，位于多孔材料内部的润滑剂能够通过多孔通道到达材料表面，并不断进入滚动体组件内，对滚动体组件进行持续的润滑
。
另外，多孔材料中还含有带润滑功能软金属
Ag、Sn、Cu
，可以进一步保证多孔材料的润滑功能，降低摩擦损伤，并且由于将煤矸石制备成了陶瓷材料，提高了润滑层的耐磨性，进一步延长了轴承在长期高温服役中的使用寿命
。
[0025]煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，本专利技术利用了煤矸石对目前滚动轴承进行改进，实现了废物利用的同时，提高了轴承高温自润滑性能，提高了轴承的高温耐磨性，并且原料价格低，加工方法简单，生产成本低，适合规模化生产应用
。
附图说明
[0026]图1本专利技术强耐磨性的煤矸石基高温自润滑滚动轴承结构示意图
。
[0027]1、
内圈，
2、
滚动体组件，
3、
外圈，
4、
润滑基体
。
具体实施方式
[0028]为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步说明，但所举实施例不作为对本专利技术的限定
。
[0029]下述各实施例中所述实验方法和检测方法，如无特殊说明，均为常规方法；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
强耐磨性的煤矸石基高温自润滑滚动轴承的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
润滑基体的制备
S11、
将煤矸石粉碎，并用
1000
目筛进行筛分，制备煤矸石粉；
S12、
将煤矸石粉与粘结剂溶液混合，置于环状模具中，干燥后，置于
1100
‑
1300℃
烧结，制备多孔陶瓷基体；
S13、
将所述多孔陶瓷基体置于含有
Cu
2+
、Ag
+
、Sn
4+
的混合溶液中浸渍，浸渍完成后，干燥，制得金属离子复合后的多孔陶瓷；
S14、
在还原气体氛围下，将金属离子复合后的多孔陶瓷于
400
‑
500℃
烧结，制备环状的润滑基体；
S2、
将内圈置于环状的润滑基体内侧，烧结处理，制备中间体一；将润滑脂升温制备润滑液，真空条件下，将中间体一置于润滑液中浸渍，冷却后，制备中间体二；
S3、
在外圈内侧安装滚动体组件，并将中间体二置于滚动体组件内侧，使得滚动体组件与中间体二中的润滑层抵接，制得所述强耐磨性的煤矸石基高温自润滑滚动轴承
。2.
根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，
S12
中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：许春霞，刘莹，胡瑞，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：