CN109465461A - 一种碳化钨硬面耐磨轴承及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种碳化钨硬面耐磨轴承，由硬质合金与分布于所述硬质合金周围的涂层组成，所述涂层由按照体积百分比计的以下组分制备得到：20％～55％的纯镍或镍基合金，2.5％～15％的自润滑组元，30％～77.5％的碳化钨颗粒；所述自润滑组元为镍包覆二硫化钼的复合材料或镍包覆石墨的复合材料。本申请还提供了一种碳化钨硬面耐磨轴承的制备方法。本申请提供了碳化钨硬面耐磨轴承由于涂层中润滑组元(例如石墨)的存在，使得硬面表面的摩擦系数降低，可以有效地提高磨损性能；石墨等润滑组元的三维均匀分布，在初始表面磨损的情况下可以不间断地出现在新形成的表面上，从而起到自润滑的效果。
Description
技术领域
本发明涉及轴承材料技术领域，尤其涉及一种碳化钨硬面耐磨轴承及其制备方法。
背景技术
碳化钨硬面耐磨轴承是工业界广泛使用的高性能轴承。碳化钨的高硬度和耐磨性，使得表面含有碳化钨的轴承在高负载的石油天然气钻井中应用尤为突出。
目前，碳化钨硬面耐磨轴承一般是镶嵌的硬质合金块和喷涂或堆焊含有铸造碳化钨颗粒耐磨层的复合材料(如图1)。图中碳化钨硬面耐磨轴承中包括硬质合金块、铸造碳化钨颗粒和镍基合金粘接剂；其中，镍基合金粘接剂的选取是因为镍及镍合金的高强度、和钢基体以及硬质合金块的亲和力增加了界面结合力，同时镍基合金具有比较好的防腐蚀能力；硬质合金块和铸造碳化钨颗粒提供高硬度、高耐磨性和相对低的摩擦系数，以此保证了碳化钨的防腐蚀能力、高强度与耐磨性。
但是，上述现有的碳化钨硬面耐磨轴承存在以下问题：摩擦系数仍然较高，从而导致磨损严重失效。由此，提供一种碳化钨硬面耐磨轴承的生产工艺解决上述问题是十分必要的。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种高耐磨且具有自润滑性能的碳化钨硬面耐磨轴承。
有鉴于此，本申请提供了一种碳化钨硬面耐磨轴承，由硬质合金与分布于所述硬质合金周围的涂层组成，所述涂层由按照体积百分比计的以下组分制备得到：
纯镍或镍基合金 20％～55％；
自润滑组元 2.5％～15％；
碳化钨颗粒 30％～77.5％；
所述自润滑组元为镍包覆二硫化钼的复合材料或镍包覆石墨的复合材料。
优选的，所述镍基合金为Ni-(4～20)Cr-(1～10)Si-(0.5～5)B。
优选的，所述自润滑组元中镍的含量为自润滑组元的65wt％～95wt％。
优选的，所述自润滑组元的体积百分比为4～10％。
本申请还提供了一种碳化钨硬面耐磨轴承的制备方法，包括以下步骤：
按照体积百分比将20％～55％的纯镍粉或镍基合金粉、2.5％～15％的自润滑组元粉、30％～77.5％的碳化钨颗粒混合，得到混合粉末；所述自润滑组元为镍包覆二硫化钼的复合材料或镍包覆石墨的复合材料；
将所述混合粉末在硬质合金上进行成型，得到碳化钨硬面耐磨轴承。
优选的，所述成型的方式为等离子转移弧焊接技术。
优选的，所述等离子转移弧焊接技术的电流为60～80A。
优选的，所述自润滑组元粉的粒径为30～180μm，所述自润滑组元粉中镍包覆层的厚度为5～20μm；所述纯镍粉或镍基合金粉的粒径为30～180μm。
优选的，所述镍包覆二硫化钼的复合材料是镍气雾化对二硫化钼进行包覆处理，所述镍包覆石墨的复合材料是镍气雾化对石墨粉进行包覆处理。
本申请提供了一种碳化钨硬面耐磨轴承，由硬质合金与分布于所述硬质合金周围的涂层组成，所述涂层由纯镍或镍基合金、自润滑组元与碳化钨颗粒制备得到；在该碳化钨硬面耐磨轴承中，由于涂层中润滑组元石墨或二硫化钼的存在，使得碳化钨硬面耐磨轴承表面的摩擦系数降低，有效提高了碳化钨硬面耐磨轴承磨损性能，同时石墨或二硫化钼在初始表面磨损的情况下可不间断地出现在新形成的表面上，从而起到自润滑效果；自润滑组元中的镍包覆层可以实现润滑组元与基体金属的浸润性，极大地改进行了润滑组元与基体的界面结合，进一步提高了碳化钨的自润滑性能。
进一步的，本申请优选采用等离子体转移弧焊接的方法制备了碳化钨硬面耐磨轴承，通过调整各组元配方，可有效调节碳化钨硬面耐磨轴承的润滑组元的大小、体积分数，从而改变碳化钨硬面耐磨轴承的表面摩擦系数，进一步控制和改善碳化钨硬面耐磨轴承的摩擦磨损性能。
附图说明
图1为现有技术中碳化钨硬面耐磨轴承的组织结构示意图；
图2为本发明气雾法制备的镍包覆石墨粉的微观照片；
图3为本发明实施例1制备的自润滑组元与镍基合金混合物的横截面组织结构图；
图4为本发明实施例1制备的碳化钨硬面耐磨轴承的微观照片。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
针对现有技术中碳化钨硬面耐磨轴承摩擦系数高、耐磨性差的问题，本发明实施例公开了一种碳化钨硬面耐磨轴承，其表面涂层由自润滑组元、碳化钨颗粒与纯镍或镍基合金制备得到，上述三种组分的添加可有效提高碳化钨硬面耐磨轴承的耐磨性与自润滑性能。具体的，所述碳化钨硬面耐磨轴承，由硬质合金与分布于所述硬质合金周围的涂层组成，所述涂层由以下按照体积百分比计的组分制备得到：
纯镍或镍基合金 20％～55％；
自润滑组元 2.5％～15％；
碳化钨颗粒 30％～77.5％；
所述自润滑组元为镍包覆二硫化钼的复合材料或镍包覆石墨的复合材料。
在制备碳化钨硬面耐磨轴承的原料中，纯镍或镍基合金作为碳化钨硬面耐磨轴承的粘接剂，其与碳化钨具有较好的亲和力，增强了界面结合力，同时纯镍或镍基合金具有比较好的防腐蚀能力。在本申请中，所述镍基合金为本领域技术人员熟知的镍基合金，对其具体合金元素的组成本申请没有特别的限制；在具体实施例中，所述镍基合金可以Ni-Cr-Si-B为例，具体是Ni-(4～20)Cr-(1～10)Si-(0.5～5)B镍基合金。本申请的碳化钨硬面耐磨轴承中，以体积百分比表示各组分的含量，其中纯镍或镍基合金的体积百分比为20％～55％，在具体实施例中，所述纯镍或镍基合金的体积百分比为25％～50％。
本申请中所述自润滑组元并不仅仅是现有技术中具有自润滑作用的石墨或二硫化钼，其具体为镍包覆二硫化钼的复合材料或镍包覆石墨的复合材料；在自润滑组元中镍作为包覆层，以实现自润滑组元与基体的良好浸润性，进一步提高自润滑组元的自润滑效果。在所述自润滑组元中由于润滑组元石墨或二硫化钼的存在，使得碳化钨硬面耐磨轴承表面的摩擦系数降低，有效提高轴承的磨损性能；同时石墨或二硫化钼润滑组元在轴承中三维均匀分布，在碳化钨硬面耐磨轴承初始表面磨损的情况下可以不间断的出现在新形成的表面上，从而起到自润滑的效果。所述自润滑组元的含量为2.5％～15％，在具体实施例中，所述自润滑组元的含量为4～10％。所述自润滑组元中镍的含量为自润滑组元的65wt％～95wt％；所述自润滑组元中镍作为包覆层，包覆层可为纯镍，也可以为镍基合金，该包覆层的选择可与粘接剂纯镍或镍基合金相一致。
碳化钨硬面耐磨轴承中的碳化钨颗粒可提高轴承的高硬度，降低轴承的摩擦系数。本申请中，所述碳化钨颗粒的含量为30％～77.5％，在具体实施例中，所述碳化钨颗粒的含量为40％～75％。在本申请中，所述碳化钨颗粒优选采用球形铸造碳化钨。
本申请还提供了所述碳化钨硬面耐磨轴承的制备方法，包括以下步骤：
按照体积百分比将20％～55％的纯镍粉或镍基合金粉、2.5％～15％的自润滑组元粉、30％～77.5％的碳化钨颗粒混合，得到混合粉末；所述自润滑组元为镍包覆二硫化钼的复合材料或镍包覆石墨的复合材料；
将所述混合粉末在硬质合金上进行成型，得到碳化钨硬面耐磨轴承。
按照本发明，纯镍粉或镍基合金粉、自润滑组元粉和碳化钨颗粒按照体积百分比进行混合；在上述组分中，自润滑组元粉的粒径为30～180μm，在具体实施例中，所述自润滑组元粉的粒径为50～150μm；在自润滑组元粉中镍包覆层的厚度为5～20μm，在具体实施例中，所述镍包覆层的厚度为10μm。所述纯镍粉或镍基合金粉的粒径为30～180μm，在具体实施例中，所述纯镍粉或镍基合金粉的粒径为60～80μm。上述组分的粒径对碳化钨硬面耐磨轴承性能的影响较大；其中，自润滑组元粒径越小，分散越均匀，润滑性能越好；纯镍粉或镍基合金粉组元粒径越小，PTA施焊越容易造成气孔，不利于耐磨。本申请中所述自润滑组元中的镍包覆二硫化钼的复合材料与镍包覆石墨的复合材料均按照本领域技术人员熟知的方法制备，对此本申请没有特别的限制；在具体实施例中，所述镍包覆二硫化钼的复合材料是通过气雾法实现了镍对二硫化钼的包覆，同样所述镍包覆石墨的复合材料是通过气雾法实现了镍对石墨的包覆。
在上述原料混合之后，则将得到的混合粉末在硬质合金上进行成型，得到碳化钨硬面耐磨轴承。所述成型的方式在本申请中优选采用等离子转移弧焊接(PTA)的方式以将上述混合粉末堆焊成型；采用该种成型方式可大大简化工艺流程，保证碳化钨硬面耐磨轴承的结构和组织一致性，极大提高生产效率。所述PTA成型方法按照本领域技术人员熟知的方式制备即可，对其具体成型过程本申请没有特别的限制。所述PTA成型方法的电流为60～80A；在具体实施例中，所述PTA的电流为72A。
在本申请中，通过改变纯镍或镍基合金、碳化钨与自润滑组元体积份数比例，调节自润滑组元中的镍与润滑组元的相对质量比以及通过改变PTA电流大小能够有效地调节最终产品的石墨大小与体积分数，从而改变碳化钨硬面耐磨轴承表面摩擦系数，进一步控制和改善碳化钨硬面耐磨轴承的摩擦磨损性能。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的碳化钨硬面耐磨轴承及其制备方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
将粒径为50～80μm、体积分数为3％的镍包覆石墨粉末、粒径为60～80μm、体积分数为50％的Ni-(4～20)Cr-(1～10)Si-(0.5～5)B的镍基合金粉末、粒径为100～150μm、体积分数为40％的球形铸造碳化钨混合，得到混合粉末。将上述混合粉末通过PTA在硬质合金上进行堆焊成型，得到碳化钨硬面耐磨轴承，定义按该配比混合粉末获得的硬面耐磨层为HF-01。
实施例2
将粒径为50～80μm、体积分数为6％的镍包覆石墨粉末、粒径为60～80μm、体积分数为50％的Ni-(4～20)Cr-(1～10)Si-(0.5～5)B的镍基合金粉末、粒径为100～150μm、体积分数为40％的球形铸造碳化钨混合，得到混合粉末。将上述混合粉末通过PTA在硬质合金上进行堆焊成型，得到碳化钨硬面耐磨轴承，定义按该配比混合粉末获得的硬面耐磨层为HF-02。
实施例3
将粒径为50～80μm、体积分数为9％的镍包覆石墨粉末、粒径为60～80μm、体积分数为50％的Ni-(4～20)Cr-(1～10)Si-(0.5～5)B的镍基合金粉末、粒径为100～150μm、体积分数为40％的球形铸造碳化钨混合，得到混合粉末。将上述混合粉末通过PTA在硬质合金上进行堆焊成型，得到碳化钨硬面耐磨轴承，定义按该配比混合粉末获得的硬面耐磨层为HF-03。
实施例4
将粒径为50～80μm、体积分数为12％的镍包覆石墨粉末、粒径为60～80μm、体积分数为50％的Ni-(4～20)Cr-(1～10)Si-(0.5～5)B的镍基合金粉末、粒径为100～150μm、体积分数为40％的球形铸造碳化钨混合，得到混合粉末。将上述混合粉末通过PTA在硬质合金上进行堆焊成型，得到碳化钨硬面耐磨轴承，定义按该配比混合粉末获得的硬面耐磨层为HF-04。
图2为实施例1制备的镍包覆石墨粉的扫描电镜照片，图3为实施例1制备的混合粉末经制样、抛光后的扫描电镜照片，左图中白色亮圆球状为镍基合金，右图为腐蚀后的照片，灰暗球为铸造碳化钨，白亮球粒为镍基合金；图4为实施例1制备的碳化钨硬面耐磨轴承的微观组织照片，由图可以看出，细小的石墨均匀分布在镍基合金以及碳化钨颗粒之间，石墨的分解与基体的合金化严重，蠕虫状石墨组织的析出很大程度上改进了石墨与基体的界面结合，提供了自润滑的表面组织；同时球形铸造碳化钨颗粒保存良好，分布均匀。
对上述4种实例所制备的硬面耐磨层进行摩擦系数与耐磨性能的检测对比，其结果如表1所示：
表1不同配比硬面层性能检测数据表
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种碳化钨硬面耐磨轴承，由硬质合金与分布于所述硬质合金周围的涂层组成，所述涂层由按照体积百分比计的以下组分制备得到：
纯镍或镍基合金 20％～55％；
自润滑组元 2.5％～15％；
碳化钨颗粒 30％～77.5％；
所述自润滑组元为镍包覆二硫化钼的复合材料或镍包覆石墨的复合材料。
2.根据权利要求1所述的碳化钨硬面耐磨轴承，其特征在于，所述镍基合金为Ni-(4～20)Cr-(1～10)Si-(0.5～5)B。
3.根据权利要求1所述的碳化钨硬面耐磨轴承，其特征在于，所述自润滑组元中镍的含量为自润滑组元的65wt％～95wt％。
4.根据权利要求1所述的碳化钨硬面耐磨轴承，其特征在于，所述自润滑组元的体积百分比为4～10％。
5.一种碳化钨硬面耐磨轴承的制备方法，包括以下步骤：
按照体积百分比将20％～55％的纯镍粉或镍基合金粉、2.5％～15％的自润滑组元粉、30％～77.5％的碳化钨颗粒混合，得到混合粉末；所述自润滑组元为镍包覆二硫化钼的复合材料或镍包覆石墨的复合材料；
将所述混合粉末在硬质合金上进行成型，得到碳化钨硬面耐磨轴承。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述成型的方式为等离子转移弧焊接技术。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述等离子转移弧焊接技术的电流为60～80A。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述自润滑组元粉的粒径为30～180μm，所述自润滑组元粉中镍包覆层的厚度为5～20μm；所述纯镍粉或镍基合金粉的粒径为30～180μm。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述镍包覆二硫化钼的复合材料是镍气雾化对二硫化钼进行包覆处理，所述镍包覆石墨的复合材料是镍气雾化对石墨粉进行包覆处理。
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|---|---|
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110158007A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-08-23 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种自润滑耐磨复合涂层及其制备方法与应用 |
| CN110439581A (zh) * | 2019-09-04 | 2019-11-12 | 郑州机械研究所有限公司 | 耐磨材料、耐磨刀圈及盾构机 |
| CN111876697A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-11-03 | 西安理工大学 | 一种多尺度自润滑碳化钨基复合材料及其制备方法 |
| CN115233137A (zh) * | 2022-08-03 | 2022-10-25 | 四川苏克流体控制设备有限公司 | 低摩擦的超音速火焰喷涂耐磨涂层材料、制备方法及应用 |
| CN115467821A (zh) * | 2022-10-09 | 2022-12-13 | 西迪技术股份有限公司 | 一种分配阀及其眼镜板和切割环 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000326077A (ja) * | 1999-05-21 | 2000-11-28 | Toshiba Mach Co Ltd | 耐食耐摩耗部品の製造方法 |
| CN2688966Y (zh) * | 2004-03-30 | 2005-03-30 | 江汉石油钻头股份有限公司 | 一种抗咬耐磨轴承副 |
| JP2005147343A (ja) * | 2003-11-19 | 2005-06-09 | Nippon Tungsten Co Ltd | 摺動部材とその製造方法 |
| CN2783024Y (zh) * | 2005-01-13 | 2006-05-24 | 巩立根 | 镶嵌式滑动止推轴承 |
| CN102191447A (zh) * | 2010-03-09 | 2011-09-21 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种碳化钨钴-铜-二硫化钼自润滑耐磨涂层及其制备方法 |
| CN103205749A (zh) * | 2013-04-27 | 2013-07-17 | 上海海事大学 | 一种镍基球状碳化钨耐磨耐蚀涂层及其制备方法 |
| CN103388145A (zh) * | 2013-08-05 | 2013-11-13 | 天津德华石油装备制造有限公司 | Tc轴承金属基复合型硬面材料层的堆焊方法 |
| CN104195493A (zh) * | 2014-05-09 | 2014-12-10 | 北京交通大学 | 一种(TiC+CaF2)/γ-Ni复合材料涂层及其转移等离子弧熔敷制备方法 |
| CN105624670A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-06-01 | 中国人民解放军理工大学野战工程学院 | 铝合金构件表面耐磨减摩复合涂层及其制备方法 |
| CN106868374A (zh) * | 2017-02-22 | 2017-06-20 | 西迪技术股份有限公司 | 一种硬质合金复合材料、其制备方法及应用 |
| CN108994310A (zh) * | 2018-09-19 | 2018-12-14 | 西迪技术股份有限公司 | 一种高强度耐磨材料、摩擦材料及其等离子转移弧焊接生产工艺 |
-
2019
- 2019-01-02 CN CN201910001227.0A patent/CN109465461A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000326077A (ja) * | 1999-05-21 | 2000-11-28 | Toshiba Mach Co Ltd | 耐食耐摩耗部品の製造方法 |
| JP2005147343A (ja) * | 2003-11-19 | 2005-06-09 | Nippon Tungsten Co Ltd | 摺動部材とその製造方法 |
| CN2688966Y (zh) * | 2004-03-30 | 2005-03-30 | 江汉石油钻头股份有限公司 | 一种抗咬耐磨轴承副 |
| CN2783024Y (zh) * | 2005-01-13 | 2006-05-24 | 巩立根 | 镶嵌式滑动止推轴承 |
| CN102191447A (zh) * | 2010-03-09 | 2011-09-21 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种碳化钨钴-铜-二硫化钼自润滑耐磨涂层及其制备方法 |
| CN103205749A (zh) * | 2013-04-27 | 2013-07-17 | 上海海事大学 | 一种镍基球状碳化钨耐磨耐蚀涂层及其制备方法 |
| CN103388145A (zh) * | 2013-08-05 | 2013-11-13 | 天津德华石油装备制造有限公司 | Tc轴承金属基复合型硬面材料层的堆焊方法 |
| CN104195493A (zh) * | 2014-05-09 | 2014-12-10 | 北京交通大学 | 一种(TiC+CaF2)/γ-Ni复合材料涂层及其转移等离子弧熔敷制备方法 |
| CN105624670A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-06-01 | 中国人民解放军理工大学野战工程学院 | 铝合金构件表面耐磨减摩复合涂层及其制备方法 |
| CN106868374A (zh) * | 2017-02-22 | 2017-06-20 | 西迪技术股份有限公司 | 一种硬质合金复合材料、其制备方法及应用 |
| CN108994310A (zh) * | 2018-09-19 | 2018-12-14 | 西迪技术股份有限公司 | 一种高强度耐磨材料、摩擦材料及其等离子转移弧焊接生产工艺 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110158007A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-08-23 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种自润滑耐磨复合涂层及其制备方法与应用 |
| CN110158007B (zh) * | 2019-03-26 | 2021-11-30 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种自润滑耐磨复合涂层及其制备方法与应用 |
| CN110439581A (zh) * | 2019-09-04 | 2019-11-12 | 郑州机械研究所有限公司 | 耐磨材料、耐磨刀圈及盾构机 |
| CN111876697A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-11-03 | 西安理工大学 | 一种多尺度自润滑碳化钨基复合材料及其制备方法 |
| CN111876697B (zh) * | 2020-06-23 | 2021-10-22 | 西安理工大学 | 一种多尺度自润滑碳化钨基复合材料及其制备方法 |
| CN115233137A (zh) * | 2022-08-03 | 2022-10-25 | 四川苏克流体控制设备有限公司 | 低摩擦的超音速火焰喷涂耐磨涂层材料、制备方法及应用 |
| CN115467821A (zh) * | 2022-10-09 | 2022-12-13 | 西迪技术股份有限公司 | 一种分配阀及其眼镜板和切割环 |
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