科创中国

"负责人：曾群锋、董光能

所在院系：机械学院

一、项目简介

随着我国战略性新兴产业（如高速铁路、大飞机）和高端装备制造业（如部分高速精密机床）的发展，高端轴承进口增长较快。目前高铁轴承全部进口，部分高速精密机床轴承还需进口。从长远看，对我国战略性新兴产业的成长将产生不利影响。

钛镍合金是一种金属间化合物，具有优良的耐磨性、耐蚀性。钛镍合金TiNi60是一种Ti、Ni质量原子比为40:60的金属间化合物，具有低密度、高硬度、优异的耐蚀性以及良好的摩擦学性能且在热处理前易于加工，可望在高速轴承中得到应用。TiNi60的密度为6.7g/cc，比普通轴承钢密度小30%左右，密度小这一特点，可实现轴承的轻量化和高速化。本项目主要是解决现用滚动轴承材料难以满足高速滚动在高铁、高速机床等高技术领域应用中高强度、低摩擦、高耐磨性要求的问题，采用高真空感应熔炼技术制备出优异性能的高速滚动轴承材料-钛镍60合金，并采用可生物降解润滑剂的超滑技术对高速球轴承会为耐磨、减摩起到事半功倍的作用，为高端轴承的国产化奠定基础，为我国装备制造业的发展贡献力量。

本项目的前期工作，针对球轴承材料TiNi60采用蓖麻油润滑获得了超低摩擦系数（最低达到0.004）。该项技术完全由本课题组研发，完全具有自主知识产权，此外该技术具有生产过程环保、能耗小、制造成本低、产品易系列化和原材料无危险性、毒性等突出特点。因此可以肯定该项技术、该类产品的出现为我国轴承市场注入了新鲜的“血液”。可以预见该技术的市场前景是非常广阔的，其产品的市场竞争优势也是非常明显的。

本项目采用高真空感应熔炼技术制备钛镍60合金，并采用超滑技术以提高滚动轴承的高速、润滑能力。图1为钛镍60合金形貌图及表面金相组织图。

二、技术创新性

1）该技术具有生产过程环保、能耗小、制造成本低、产品易系列化和原材料无危险性、毒性等特点；

2）该技术研发的钛镍60合金具有低密度、高硬度、优异的耐蚀性以及良好的摩擦学性能的特点，以及强度远高于普通纯钛材料；杂质元素含量远低于普通轴承钢材料；

3）对于高端装备制造的球轴承润滑，将硼酸酯添加到植物油中，实现极压抗磨和减摩性能。该油具有可生物降解性，能满足环保的要求；

4）合理的生物降解润滑剂可以使钛镍60合金摩擦系数在0.004左右，达到超滑状态。

三、市场前景及应用

本技术适用航空、航天、高铁、高速机床等高技术领域用高速滚动轴承、要求耐蚀、高强度的医疗器械等领域。市场发展前景很好，产品或工艺创新性突出，本技术方案已经在轴承公司开始试产。

四、技术成熟度

工程化阶段   

五、合作方式

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