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由于经济、技术与生态等方面的原因,自润滑材料在轴承领域的应用是目前的发展趋势,这种技术无需外加油脂作为润滑剂,因此设计将被简化。例如:注塑机合模装置用脂润滑45钢轴承,在使用过程中润滑油脂常常污染模塑件,废弃的润滑油脂也存在环境污染问题,不符合清洁生产的要求。常用的镶嵌型与三层复合材料DU等重载自润滑轴承均难以满足其承载压强大、合模频率高与服役寿命长的要求,因此研制出重载长寿命自润滑轴承迫在眉睫。本研究选择40Cr为背衬与聚四氟乙烯(PTFE)复合材料为润滑剂,利用ANSYS有限元进行结构设计,制备出40Cr-PTFE自润滑轴承,希望能够结合钢的高强度与PTFE的低摩擦,实现重载长寿命的目标。采用石墨与短玻璃纤维(SGF)填充PTFE,制备出一系列PTFE复合材料,在往复式滑动摩擦试验机进行筛选试验,结果发现:PTFE-25%SGF-5%石墨复合材料的摩擦系数与比磨损率都比较低。利用不同的表面处理方法对PTFE进行表面改性,然后按标准试验方法进行粘接强度试验,结果表明,经过熔融醋酸钾处理的PTFE与钢的粘接强度最高,达到5.6 MPa。选择40Cr-PTFE镶嵌型轴承与高强铜合金C86300-PTFE镶嵌型轴承在NH-100型重载摆动摩擦试验机上进行对比摩擦试验,试验条件为:承载压强80MPa、摆动频率为0.13 Hz以及相对湿度为(60±3)%。结果表明:40Cr-PTFE镶嵌型轴承比C86300-PTFE镶嵌型轴承的摩擦系数低,而且磨损寿命长大约15倍。还制造了一套40Cr-PTFE轴承,内径Φ55-12件,内径Φ20-4件,在宁波海天集团股份有限公司进行现场试验,在合模数为6万模次时,2件内径Φ55作直线滑动的轴承有摩擦噪音,试验停止,另14件作摆动的轴承运行较好,经测量基本无磨损。目前正在改进2件作直线滑动的轴承。