一种在金属基材中镶嵌石墨的工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种在金属基材中镶嵌石墨的工艺，在金属基材的表面设置盲孔或通孔，将金属基材加热到400～600℃，将石墨材料嵌入基材的盲孔或通孔内，或者将石墨材料冷冻到-70～150℃，将石墨材料嵌入基材的盲孔或通孔内。与现有技术相比，本发明制作得到的产品摩擦系数小，承载强度高，在-70～+400℃温度范围内，可以长期服役。
【专利说明】—种在金属基材中镶嵌石墨的工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种镶嵌石墨的工艺，尤其是涉及一种在金属基材中镶嵌石墨的工艺。
【背景技术】
[0002]现有技术中，国内外所用的轴承类产品主要采用粘接工艺。国内厂商开发的同类产品有两种:一种是在金属球面上或者平面上的盲孔或通孔内通过粘接方式镶嵌聚四氟乙烯复合材料润滑剂；另一种是在金属球面上或者平面上的盲孔或通孔内通过粘接方式镶嵌石墨材料润滑剂。它们均存在不足，会严重影响自润滑金属复合材料的承载和耐高温性能，并且无法保证结构的长期服役性能。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种满足高承载自润滑要求的在金属基材中镶嵌石墨的工艺。
[0004]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0005]在金属基材中镶嵌石墨的工艺，在金属基材的表面设置盲孔或通孔，将金属基材加热到400?600°C，通过金属熔化扩大盲孔或者通孔的孔径，利用压头将石墨材料嵌入到金属基材表面设置的盲孔或通孔内，然后对金属基材进行冷却处理，盲孔或者通孔的孔径恢复至起始大小，实现石墨材料与金属基材的牢固连接。
[0006]该工艺还可以采用以下方法:在金属基材的表面设置盲孔或通孔，将石墨材料冷冻到-70?-150°C，石墨材料的尺寸减小，利用压头将石墨材料嵌入到金属基材表面设置的盲孔或通孔内，将石墨材料的温度恢复到室温，石墨材料的尺寸回复增加，实现石墨材料与金属基材的牢固连接。
[0007]所述的金属基材的材质为铜合金、不锈钢、铸铁、45#钢或轴承钢。
[0008]所述的金属基材包括球面轴承、滑动轴承或平面滑动导轨。
[0009]与现有技术相比，本发明制作得到的产品摩擦系数小，承载强度高，根据客户的使用工况，使用热装的方式实现石墨的镶嵌，满足高温或者低温的使用要求。根据实际的使用情况，产品可以满足-70?+400°C温度范围内，可以长期服役的使用的要求，实现自润滑和长期免维护的功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为实施例1中本发明制作产品的结构示意图；
[0011]图2为实施例1中本发明制作产品的结构示意图；
[0012]图3为实施例2中本发明制作产品的结构示意图；
[0013]图4为实施例2中本发明制作产品的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0015]实施例1
[0016]一种在金属基材中镶嵌石墨的工艺，在铜合金制作得到的球面轴承的表面设置通孔，将金属基材加热到400?600°C，本实施例中，加热温度控制在500°C，通过金属熔化扩大盲孔或者通孔的孔径，将石墨材料嵌入基材的通孔内，如图1-2所示，然后对金属基材进行冷却处理，盲孔或者通孔的孔径恢复至起始大小，实现石墨材料与金属基材的牢固连接。制作得到的自润滑金属复合材料可以用于高低温(-70?+400°C)工况，耐温取决于金属材料的特性能，承压面可以达到200MPa?500MPa的载荷强度，结构具有自润滑、低摩擦运动阻力。
[0017]实施例2
[0018]一种在金属基材中镶嵌石墨的工艺，在不锈钢材质的滑动轴承表面设置盲孔，将石墨材料冷冻到-70?_150°C，本实施例中，冷冻温度控制在_100°C，石墨材料的尺寸减小，人工使用简易工具(如压头等)石墨材料嵌入基材，石墨温度恢复到室温，尺寸增加，实现石墨与金属基材的牢固连接。如图3-4所示，制作得到的自润滑金属复合材料可以用于高低温(-70?+400°C )工况，耐温取决于金属材料的特性能，承压面可以达到200MPa?500MPa的载荷强度，结构具有自润滑、低摩擦运动阻力。
[0019]以上是对本发明所提供的一种具体实施例机构进行了详细介绍，本实施例只用于帮助理解本发明的设计方法和核心思想，同时，对本领域技术人员，依据本发明的思想涉及的本质相同的，均在本发明保护范围之内。综上所述，本发明书内容不能理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种在金属基材中镶嵌石墨的工艺，其特征在于，该工艺是在金属基材的表面设置盲孔或通孔，将金属基材加热到400?600°C，通过金属熔化扩大盲孔或者通孔的孔径，利用压头将石墨材料嵌入到金属基材表面设置的盲孔或通孔内，然后对金属基材进行冷却处理，盲孔或者通孔的孔径恢复至起始大小，实现石墨材料与金属基材的牢固连接。
2.一种在金属基材中镶嵌石墨的工艺，其特征在于，该工艺是在金属基材的表面设置盲孔或通孔，将石墨材料冷冻到-70?_150°C，石墨材料的尺寸减小，利用压头将石墨材料嵌入到金属基材表面设置的盲孔或通孔内，将石墨材料的温度恢复到室温，石墨材料的尺寸回复增加，实现石墨材料与金属基材的牢固连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种在金属基材中镶嵌石墨的工艺，其特征在于，所述的金属基材的材质为铜合金、不锈钢、铸铁、45#钢或轴承钢。
4.根据权利要求3所述的一种在金属基材中镶嵌石墨的工艺，其特征在于，所述的金属基材包括球面轴承、滑动轴承或平面滑动导轨。
【文档编号】B23P11/00GK104259739SQ201410482602
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】薛春, 王文东, 张全成, 杜鸣杰 申请人:上海材料研究所