一种基于电子束固化的滑动轴承复合润滑结构加工方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电子束固化的滑动轴承复合润滑结构的加工方法，包括以下步骤：(1)固体填充材料的制备：取二硼化钛和硼酸锌作为固体润滑材料，所述二硼化钛和硼酸锌的质量比为(1～4)：(1～4)；按照固体润滑材料、固化剂、光引发剂的质量分数为50：(45～50)：(0～5)的比例混合，得到固体填充材料；(2)摩擦副表面织构化：采用激光表面织构化技术在摩擦副表面加工出微织构；(3)固体填充材料的挤压填充及固化：将固体填充材料填充进摩擦副表面的微织构中，使用电子束进行固化。本发明专利技术在滑动轴承轴瓦表面的微织构内固化有二硼化钛和硼酸锌粉末，在进行摩擦运动时固体润滑材料在摩擦副表面缓慢释放，达到减摩抗磨，提高磨合质量的效果。效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电子束固化的滑动轴承复合润滑结构加工方法


[0001]本专利技术属于减摩减阻
，具体涉及一种基于电子束固化的滑动轴承复合润滑结构加工方法。

技术介绍

[0002]随着工业技术的迅速发展，对极端工况的旋转机械提出越来越高的要求。滑动轴承作为一种可以支撑轴类零件并使其承载面间可以作相对滑动的重要机械元件，在高精度、重载或结构上要求剖分的场合有着重要应用，其摩擦学性能将直接影响机器的整体性能。然而在低速、高载工况下，由于启停或受到冲击载荷等因素的影响，摩擦副间有着减摩抗磨功能的润滑油油膜被破坏，使得滑动轴承由全膜润滑状态转变为混合润滑状态，油膜厚度不足以承载接触压力。随之而来的粗糙峰接触，导致摩擦副表面磨损率增大，严重影响了滑动轴承的表面质量，服役寿命以及服役可靠性。
[0003]为了降低滑动轴承表面的摩擦磨损，提高滑动轴承工作时的可靠性，稳定性和工作寿命，节约能源与资源，多种减摩手段被提出。其一，将金属单质、聚合物、有机或无机材料制成的超细颗粒混合到润滑油中，可以有效的提升磨合质量，减少磨损。硼酸锌作为一种绿色添加剂，具有良好的极压、抗磨及减摩性能，优良的热氧化稳定性能、防腐蚀性能、密封适应性，而且无毒无味，有一定的生物降解性。而二硼化钛具有极大的抗弯曲强度，极大的抗破裂强度，良好的导电及导热性能，优异的化学稳定性，并且可以和硼酸锌配合使用。
[0004]其二，激光表面微织构技术因其加工效率高、加工精度高、可控性好、绿色无污染等优点成为近年来发展最为迅速的一种表面形貌加工技术，为滑动轴承摩擦副表面提供了一种新型的润滑方式。表面织构可以通过在摩擦副表面加工不同造型来减少摩擦副之间实际接触面积,储存润滑油和磨损产物来减少摩擦。表面织构不仅可以作为液体润滑剂的储存器,还可以作为固体润滑剂或其他功能性材料的储存器，这就将现有的减摩手段进行了综合处理，即在表面织构内填充固体润滑材料，让其在使用过程中逐渐释放出来,起到减摩作用。
[0005]表面织构与固体润滑材料复合之后，呈现出比单一表面处理方法更优的减摩耐磨效果，并且可针对不同的工况发挥不同的作用。在油润滑条件下，固体润滑材料会逐渐释放至摩擦副间的润滑油中；在干摩擦条件，固体润滑材料直接作用在发生摩擦的部位。除此之外，表面微织构仍能起到储存磨损产物的作用。
[0006]将固体润滑材料固化进表面织构是复合润滑结构发挥功效的前提，目前常见的固化方式有热固化、微波固化、辐射固化等。申请号201610148070.0的专利提出一种摩擦副激光微织构表面固体润滑处理方法，但其所使用的热压填充法加工复合润滑结构的填充效果较差，在影响减摩抗磨效果的同时能耗较大；申请号202011367659.2的专利提出一种基于光固化的织构内固体润滑剂的填充方法，但光固化的效果受到填充材料限制，无法对基材内部材料进行有效的固化，严重影响了润滑效果。而电子束固化是利用高能电子束使分子间发生交联反应的一种固化工艺，其固化不受材料限制，固化程度高，能耗较低，操作方便，
无环境污染的特点可以很好的克服传统固化方式的缺陷。

技术实现思路

[0007]专利技术目的：本专利技术需要解决的技术问题是提供一种基于电子束固化的滑动轴承复合润滑结构的加工方法，以解决现有技术固化材料填充效果差、无法进行有效固化从而导致减摩抗磨效果差的问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种基于电子束固化的滑动轴承复合润滑结构的加工方法，包括以下步骤：
[0010](1)固体填充材料的制备：取二硼化钛和硼酸锌作为固体润滑材料，所述二硼化钛和硼酸锌的质量比为(1～4)：(1～4)，优选(1～1.5)：(1～1.5)，最优选1：1.5；按照固体润滑材料、固化剂、光引发剂的质量比为50：(45～50)：(0～5)，优选固体润滑材料、固化剂、光引发剂的质量比为50：48：2的比例混合，得到固体填充材料；
[0011](2)摩擦副表面织构化：采用激光表面织构化技术在摩擦副表面加工出微织构；
[0012](3)固体填充材料的挤压填充及固化：将固体填充材料填充进摩擦副表面的微织构中，使用电子束进行固化。
[0013]进一步地，所述硼酸锌的粒径为0.5～2μm、莫氏硬度为2～2.5，所述二硼化钛的粒径为3～5μm、莫氏硬度为5.5～6。
[0014]步骤(1)中，所述的固化剂为双酚F型环氧树脂Epon862、环氧树脂618、环氧树脂648，优选固化剂为双酚A型环氧树脂Epon828，其分子量Mn＝350，分子量分布指数PDI＝1.1。
[0015]步骤(1)中，所述的光引发剂为4
‑
异丁基苯基
‑
4'
‑
甲基苯基碘六氟磷酸盐、4
‑
(苯硫基)苯基二苯基硫鎓六氟磷酸盐、(4
‑
辛基苯氧基)苯基碘六氟锑酸鎓盐、4
‑4’‑
二甲基二苯基碘鎓盐六氟磷酸盐，优选为4
‑4’‑
二甲基二苯基碘鎓盐六氟磷酸盐，其分子量Mn＝454，吸收波长λ＝267nm。
[0016]步骤(1)中，混合固体填充材料的过程如下：将固体填充材料装入行星式球磨机的球磨罐中，加入氧化锆陶瓷研磨球，所述氧化锆陶瓷研磨球的直径为6mm、10mm和15mm，优选氧化锆陶瓷研磨球的粒径为6mm、10mm和15mm、且6mm、10mm和15mm的数量比为25：10：1；封闭球磨罐并固定于行星盘之上，关闭舱盖，转速50
‑
400r/min，对固体填充材料充分混合搅拌。
[0017]步骤(2)中，所述采用激光表面织构化技术在摩擦副表面加工出微织构的过程如下：
[0018]将滑动轴承下轴瓦放于激光器工作台的轴瓦夹具上，完成振镜与场镜的对焦后，在激光打标软件上绘制微织构形状及分布，调整参数，红外定位后，开始进行轴瓦表面的激光微织构加工，其中，工作时激光波长为1064nm，脉冲宽度为10
‑
100ns，激光功率为10
‑
20W，激光脉冲重复频率为5
‑
50kHz。
[0019]步骤(2)中，所述微织构深度为10
‑
100μm，所述微织构的织构面积率为20
‑
50％。
[0020]步骤(3)中，固体填充材料填充进摩擦副表面微织构的过程如下：
[0021]将固体填充材料填充进滑动轴承下轴瓦表面的微织构当中，使得固体填充材料完全覆盖微织构，并有一定的盈余，后将其放入压片机的两个挤压轮之间，拧紧放油阀杆，摇动压片机加压手柄，油缸压强缓缓增加，当压强达到5～10Mpa时，转动挤压轮，挤压轮与轴
瓦之间产生相对位移，之后反向转动挤压轮，重复5～15次，完成挤压填充,，之后取出轴瓦，并去除轴瓦表面多余填充材料。
[0022]步骤(3)中，使用电子束固化固体填充材料的过程如下：将进行过织构填充的轴瓦放在电子帘加速器的处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电子束固化的滑动轴承复合润滑结构的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)固体填充材料的制备：取二硼化钛和硼酸锌作为固体润滑材料，所述二硼化钛和硼酸锌的质量比为(1～4)：(1～4)；按照固体润滑材料、固化剂、光引发剂的质量比为50：(45～50)：(0～5)的比例混合，得到固体填充材料；(2)摩擦副表面织构化：采用激光表面织构化技术在摩擦副表面加工出微织构；(3)固体填充材料的挤压填充及固化：将固体填充材料填充进摩擦副表面的微织构中，使用电子束进行固化。2.根据权利要求1所述的基于电子束固化的滑动轴承复合润滑结构的加工方法，其特征在于，所述硼酸锌的粒径为0.5～2μm、莫氏硬度为2～2.5，所述二硼化钛的粒径为3～5μm、莫氏硬度为5.5～6。3.根据权利要求1所述的基于电子束固化的滑动轴承复合润滑结构的加工方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的固化剂包括：双酚F型环氧树脂Epon862、环氧树脂618、环氧树脂648。4.根据权利要求1所述的基于电子束固化的滑动轴承复合润滑结构的加工方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的光引发剂包括：4
‑
异丁基苯基
‑
4'
‑
甲基苯基碘六氟磷酸盐、4
‑
(苯硫基)苯基二苯基硫鎓六氟磷酸盐、(4
‑
辛基苯氧基)苯基碘六氟锑酸鎓盐、4
‑4’‑
二甲基二苯基碘鎓盐六氟磷酸盐。5.根据权利要求1所述的基于电子束固化的滑动轴承复合润滑结构的加工方法，其特征在于，步骤(1)中，混合固体填充材料的过程如下：将固体填充材料装入行星式球磨机的球磨罐(21)中，加入氧化锆陶瓷研磨球(22)，所述氧化锆陶瓷研磨球的直径为6mm、10mm和15mm，其数量比为25：10：1；封闭球磨罐并固定于行星盘(23)之上，关闭舱盖，转速50
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400r/min，对固体填充材料充分混合搅拌。6.根据权利要求1所述的基于电子束固化的滑动轴承复合润滑结构的加工方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：周元凯，王智勇，左雪，朱锐，赵欢，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：