一种含石墨烯的石墨/铝基自润滑滑动轴承及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含石墨烯的石墨/铝基自润滑滑动轴承及其制备方法，所述自润滑滑动轴承由外圈铝合金层和内圈石墨/铝基自润滑复合材料层构成。所述内圈石墨/铝基自润滑复合材料层是由环状蜂窝结构石墨骨架和填充于蜂窝结构孔洞内的铝合金构成。内圈中的石墨由天然鳞片石墨粉、酚醛树脂粉、石墨烯粉配比混料构成，并通过选择性激光烧结法制备成环状蜂窝结构石墨骨架。其中酚醛树脂为石墨粉质量分数的20%~50%，石墨烯的含量为整体混料质量分数的1~3%，环状蜂窝结构石墨骨架厚度为2~5mm。该自润滑轴承在恶劣工况环境的干摩擦条件下具有优异的自润滑性能。

Graphite / Al based self lubricating sliding bearing containing graphene and preparation method thereof

The invention discloses a graphite / aluminum base self-lubricating sliding bearing with graphene and a preparation method thereof. The self lubricating sliding bearing is composed of an outer ring aluminum alloy layer and an inner ring graphite / aluminum base self-lubricating composite material layer. The inner graphite / aluminum base self-lubricating composite layer is composed of an annular honeycomb structure, a graphite skeleton and an aluminum alloy filled in the hole of the honeycomb structure. The graphite in the inner ring is composed of natural flake graphite powder, phenolic resin powder and graphene powder mixture, and the ring honeycomb structure graphite skeleton is prepared by selective laser sintering. The phenolic resin is 20%~50% of graphite powder, the content of graphene is 1~3% of the total mass fraction, and the thickness of the graphite skeleton of the ring honeycomb structure is 2~5mm. The self lubricating bearing has excellent self lubrication performance under dry working conditions under bad working conditions.

【技术实现步骤摘要】
一种含石墨烯的石墨/铝基自润滑滑动轴承及其制备方法
本专利技术涉及一种自润滑滑动轴承，特别涉及一种多层复合材料制备的自润滑滑动轴承，属于耐磨损材料制备领域。
技术介绍
自润滑滑动轴承是指在不加入润滑油、润滑脂等自润滑剂的工况条件下，能够让轴在稳定低摩擦状态下保证正常运转的一类滑动轴承。自润滑轴承通常由外层基体合金和内层自润滑层通过直接粘结、烧结或热轧等方式复合形成一个整体。常用的自润滑层是由聚四氟乙烯（PTFE）、热塑性塑料、二硫化钼、石墨等组成的混合物通过以上方式复合于外层基体合金层的内表面，以起到自润滑的作用。但这些方式制备的自润滑层，通常各自润滑组分分散不均，厚度不够均匀，且耐蚀性、耐磨性、热稳定性较差，导致轴承的使用寿命短，运转过程中的润滑性能大打折扣。常用的基体合金材料主要为锡基、铅基、铜基及铁基合金。锡基合金作为第一代轴承材料，质地较软，制备出的轴承表面性能好，但疲劳强度低，价格昂贵且熔点低，工作温度不能超过150℃；铅基合金作为锡基的替代，塑性及抗疲劳性能好，成本低，但耐蚀性及耐磨性均不理想，且会造成严重的环境污染；铜基合金的机械性能优异能满足高速运转设备的使用要求，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含石墨烯的石墨/铝基自润滑滑动轴承，其特征在于，所述自润滑滑动轴承由外圈铝合金层和内圈石墨/铝基自润滑复合材料层构成；所述内圈石墨/铝基自润滑复合材料层是由环状蜂窝结构石墨骨架和填充于蜂窝结构孔洞内的铝合金构成。

【技术特征摘要】
1.一种含石墨烯的石墨/铝基自润滑滑动轴承，其特征在于，所述自润滑滑动轴承由外圈铝合金层和内圈石墨/铝基自润滑复合材料层构成；所述内圈石墨/铝基自润滑复合材料层是由环状蜂窝结构石墨骨架和填充于蜂窝结构孔洞内的铝合金构成。2.根据权利要求1所述的含石墨烯的石墨/铝基自润滑滑动轴承，其特征在于，所述外圈铝合金层和内圈中的铝合金为同种铝合金，主要成分由Al、Mg、Si、石墨烯组成，其中Mg的质量分数为5~10wt.%，Si的质量分数为6%~8wt.%，石墨烯质量分数为0.2-0.5wt.%，余量为Al。3.根据权利要求1所述的含石墨烯的石墨/铝基自润滑滑动轴承，其特征在于，所述内圈中的石墨为含石墨烯的石墨骨架，该含石墨烯的石墨骨架由天然鳞片石墨粉、酚醛树脂粉、石墨烯配比混料构成，并通过选择性激光烧结法（SLS）制备成环状蜂窝结构石墨骨架，其中酚醛树脂为石墨粉质量分数的20%~50%，石墨烯的含量为整体混料质量分数的1~3%，环状蜂窝结构石墨骨架厚度为2~5mm。4.权利要求1-3任一项所述的含石墨烯的石墨/铝基自润滑滑动轴承的制备方法，其特征在于，将柱状型芯安放于环状蜂窝结构石墨骨架内，再将熔融铝合金液浇铸于金属铸型内，铝合金液将石墨骨架内的蜂窝状空洞填充，同时再将石墨骨架外部的金属铸型填满，从而形成外圈铝合金层和内圈石墨/铝基自润滑复合材料层。5.权利要求4所述的含石墨烯的石墨/铝基自润滑滑动轴承的制备方法，其特征在于，步骤一、石墨骨架坯体制备，通过CAD软件设计出石墨骨架数据模型，采用选择性激光烧结（SLS）的方式将天然鳞片石墨粉混料制备成所需结构的石墨骨架坯体；步骤二、将上述石墨骨架坯体烘烤，使石墨骨架二次固化；步骤三、将二次固化后的石墨骨架坯体置于浸渍液中浸渍，取出石墨骨架坯体，清理掉表面多余的树脂之后置于干燥箱中，干燥，然后将石墨骨架坯体烘烤，待烘箱自然冷却后取出浸渍好的石墨试样，重复2~3次，从而制备出浸渍强化的石墨骨架；步骤四、将上述浸渍石墨骨架置于高温碳化炉中，在氮气或氩气的保护气氛中，高温处理，然后炉内自然冷却到室温，即制备得到含石墨烯的石墨骨架；步骤五、将碳化后的石墨骨架置于氢氧化钠及碳酸钠混合液中，超声清洗，然后用去离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶喜葱，肖克强，曹如心，林咸参，吴彬彬，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42