本发明属于合金材料技术领域，具体涉及一种无油润滑轴承材料，还涉及一种无油润滑轴承材料的制备方法。
背景技术：
随着科技的发展，人们对机械设备的性能要求越来越高，特别是航空航天、核电站建设以及海运等领域对机械设备的性能要求更高。但是现有的轴承作为动力传递的结构件之一，由于材料所限，耐摩擦能力较弱，即使在运转过程中及时添加润滑油，也难以长久使用，其机械寿命普遍较短，这极大程度上限制了机械设备的工作性能。另外，现有轴承的机械强度也难以满足特殊工况下机械设备高速运转的要求。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种无油润滑轴承材料，解决了现有的轴承材料机械强度及耐摩擦能力差的缺点。本发明的目的还在于提供一种无油润滑轴承材料的制备方法。本发明所采用的技术方案是：一种无油润滑轴承材料，按照质量百分比由以下组分组成B4C：4％-8％、Ti：15％-25％、ZrO2：12％-20％、Ni：10％-15％，其余为W，上述组分的质量百分比之和为100％。本发明所采用的另一种技术方案为：一种无油润滑轴承材料的制备方法，具体包括以下步骤：步骤一、按照质量百分比分别称取均为粉末状的B4C：4％-8％、Ti：15％-25％、ZrO2：12％-20％、Ni：10％-15％，其余为W，上述组分的质量百分比之和为100％；步骤二、将步骤一称取的组分混合均匀；步骤三、将经过步骤二混合处理的混合料填入成型磨具中压制成型得到基料；步骤四、将步骤三得到的基料经过烧结，即得无油润滑轴承材料。本发明的特点还在于，步骤二中利用混粉机将粉末状的各组分混合均匀。步骤三中利用粉末压样机将混合料压制成型。步骤四中烧结采用真空热压烧结方式，烧结温度为1300℃-1420℃。本发明的有益效果是：本发明的一种无油润滑轴承材料及其制备方法采用真空热压烧结的方法制得无油润滑轴承材料，该材料不但具有高强度、高硬度以及耐磨损的优异性能，同时具备较好的韧性，适用于制作航空航天、航海以及核电等工业领域需要的高运转强度、性能稳定的无油润滑轴承。具体实施方式下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。本发明的一种无油润滑轴承材料，按照质量百分比由以下组分组成B4C：4％-8％、Ti：15％-25％、ZrO2：12％-20％、Ni：10％-15％，其余为W，上述组分的质量百分比之和为100％。实施例1本发明提供的一种无油润滑轴承材料的制备方法，具体包括以下步骤：步骤一、按照质量百分比分别称取均为粉末状的B4C：4％、Ti：25％、ZrO2：20％、Ni：10％，其余为W，上述组分的质量百分比之和为100％；步骤二、将步骤一称取的粉末状组分放入混粉机中混合均匀；步骤三、将经过步骤二混合均匀的混合料填入成型磨具中利用粉末压样机压制成型得到基料；步骤四、将步骤三得到的基料经采用真空热压烧结方式进行烧结，烧结温度为1300℃，即得无油润滑轴承材料。实施例2本发明提供的另一种无油润滑轴承材料的制备方法，具体包括以下步骤：步骤一、按照质量百分比分别称取均为粉末状的B4C：6％、Ti：22％、ZrO2：18％、Ni：14％，其余为W，上述组分的质量百分比之和为100％；步骤二、将步骤一称取的粉末状组分放入混粉机中混合均匀；步骤三、将经过步骤二混合均匀的混合料填入成型磨具中利用粉末压样机压制成型得到基料；步骤四、将步骤三得到的基料经采用真空热压烧结方式进行烧结，烧结温度为1350℃，即得无油润滑轴承材料。实施例3本发明提供的另一种无油润滑轴承材料的制备方法，具体包括以下步骤：步骤一、按照质量百分比分别称取均为粉末状的B4C：7％、Ti：23％、ZrO2：20％、Ni：15％，其余为W，上述组分的质量百分比之和为100％；步骤二、将步骤一称取的粉末状组分放入混粉机中混合均匀；步骤三、将经过步骤二混合均匀的混合料填入成型磨具中利用粉末压样机压制成型得到基料；步骤四、将步骤三得到的基料经采用真空热压烧结方式进行烧结，烧结温度为1420℃，即得无油润滑轴承材料。实施例4本发明提供的另一种无油润滑轴承材料的制备方法，具体包括以下步骤：步骤一、按照质量百分比分别称取均为粉末状的B4C：8％、Ti：25％、ZrO2：12％、Ni：15％，其余为W，上述组分的质量百分比之和为100％；步骤二、将步骤一称取的粉末状组分放入混粉机中混合均匀；步骤三、将经过步骤二混合均匀的混合料填入成型磨具中利用粉末压样机压制成型得到基料；步骤四、将步骤三得到的基料经采用真空热压烧结方式进行烧结，烧结温度为1420℃，即得无油润滑轴承材料。本发明的一种无油润滑轴承材料的制备方法选用耐高温、硬度大的B4C，耐蚀性强、抗冲击性和可烧结性能优良的ZrO2，强度大、比重轻、抗腐蚀的Ti，耐高温、抗腐蚀、机械性能优良的Ni，硬度大、密度高、热膨胀系数小、可塑性强的W一起进行真空热压烧结，其中以纯Ti粉末和B4C粉末为原料，利用Ti与B4C间的原位反应，通过粉末冶金法制备得到以Ti为基体并包含TiC、TiB和B4C等多种高强度和高耐磨陶瓷相增强体的钛基复合材料，由于各类陶瓷相弥散分布在钛金属基体中，彼此通过金属与陶瓷的原位反应界面连接，可有效改善复合材料的断裂韧性和强度，降低了其脆性；而Ni、W两种元素也能与B4C中的C元素发生作用，形成各型弥散分布的碳化物硬质相，还能溶入合金基体中起到固溶强化作用，提高合金的机械强度和高温抗腐蚀性。因此烧结后得到的材料具有机械强度高、硬度高、抗腐蚀、韧性好以及耐高温的特性，其耐摩擦性非常好，同时使用寿命也很长，而且其相对重量比同等体积的材料物质还要轻，因此非常适合做无油润滑的轴承材料。利用本发明一种无油润滑轴承材料的制备方法最终制备得到的无油润滑轴承材料具有非常好的机械性能：通过实验获得其硬度可以达到46HRC-62HRC，在常温温度到600℃的条件下其热膨胀系数仅为4.5μm/(m·k)-6.8μm/(m·k)，在常温下的抗压强度为736MPa-984MPa、在600℃的条件下抗压强度为513MPa-632MPa，其在不同温度下的摩擦系数及磨损率如表1所示：温度℃摩擦系数磨损率×10-14，m3(N·m)250.36～0.482.18～4.254000.26～0.370.53～3.226800.13～0.290.36～2.87表1