一種寬溫域自潤滑涂層材料及其制備方法技術

本發明專利技術屬于熱噴涂技術領域，特別涉及一種寬溫域自潤滑涂層材料及其制備方法。本發明專利技術材料為由粘接相、硬質相和潤滑相所組成的均勻混合物材料。本發明專利技術以包覆型NiMoAl為粘結相，以球形Cr3C2或Cr2O3為耐磨相，以Ag和CaF2???BaF2為潤滑相，混合制成寬溫域自潤滑涂層材料。聚合型NiMoAl在噴涂過程中會發生反應，會促進涂層的結合，而其中的金屬Mo會在噴涂后保留一部分單質狀態，起到了減摩作用，提高了潤滑組元的分布均勻性，有助于摩擦初期迅速形成自潤滑膜層。同時采用球形硬質相可以減少硬質相對摩擦對偶件的磨損。采用本發明專利技術后初期摩擦系數可由0.4穩定下降為0.2以下，結合強度由30?MPa以下提高到40?MPa以上。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于熱噴涂
，特別涉及。
技術介紹
現代工業的發展促使越來越多的機械在高溫高速等惡劣環境下工作，特別是航空航天等行業的發展，機械面臨真空、高低溫溫差大等特殊環境，普通的潤滑劑難以滿足使用要求，固體自潤滑涂層因其減摩效果穩定、適合于惡劣工況條件，而引起人們的廣泛關注。固體自潤滑涂層一般由粘結相、耐磨相和潤滑相組成。目前國內外比較成熟的寬溫域自潤滑體系的主要成分為:粘結相主要是NiCr合金，耐磨相主要由Cr3C2或Cr2O3組成，潤滑相主要兩種組元構成，一種是Ag，提供低溫段的減摩潤滑；一種是CaF2.BaF2，提供高溫段的減摩潤滑。隨著工況對自潤滑性能要求的提高，美國研究人員采用NiMoAl合金粉末代替NiCr合金，自潤滑涂層的耐氧化性更好，耐溫性也獲得提高。但是自潤滑涂層在使用過程中一直存在潤滑組元易脫落，減摩效果不穩定等問題，特別是在使用初期，摩擦系數不穩定，摩擦系數大于0.4，易在初期造成對磨件的 磨損。其主要原因是潤滑組元在摩擦開始階段分散不均勻，表面未能形成連續的自潤滑膜層；涂層內部結合較差，加工和摩擦過程中容易脫落，結合強度一般小于30 MPa。
技術實現思路
針對現有技術不足，本專利技術提供了。一種寬溫域自潤滑涂層材料，其為由粘接相、硬質相和潤滑相所組成的均勻混合物材料，其中粘結相為聚合型NiMoAl，占寬溫域自潤滑涂層材料總質量的609Γ80% ;硬質相為球形Cr2O3或Cr3C2，硬質相的粒徑為小于等于50 μ m,占寬溫域自潤滑涂層材料總質量的10°/Γ20% ;潤滑相為Ag和CaF2.BaF2,占寬溫域自潤滑涂層材料總質量的6°/Γ20%，其中Ag占寬溫域自潤滑涂層材料總質量的39TlO%，CaF2.BaF2占寬溫域自潤滑涂層材料總質量的3% 10%。所述聚合型NiMoAl以Ni粉為核心，以Μο、Α1混合粉為包覆層，所述聚合型NiMoAl的粒徑為30 μ πΓ ΟΟ μ m之間。所述Ni占粘結相總質量的80% 90%，Mo占粘結相總質量的5% 10%，Al占粘結相總質量的5% 10% ；Ni粉的粒徑為小于等于80 u m,Mo粉的粒徑為小于等于10 u m，招粉的粒徑為小于等于5 μπι0—種寬溫域自潤滑涂層材料的制備方法，其具體步驟如下:a.準備粘接相:以Ni粉為核心，以Mo、Al混合粉為包覆層，制備聚合型NiMoAl，其中Ni占聚合型NiMoAl總質量的80% 90%，Mo占聚合型NiMoAl總質量的5% 10%，A1占聚合型NiMoAl總質量的5% 10%，獲得粒徑為30 μ πΓ ΟΟ μ m的聚合型NiMoAl粉末粘接相；b.準備硬質相:以球形Cr2O3或Cr3C2為硬質相，硬質相的粒徑為小于等于50μ m ；C.準備潤滑相:以Ag和CaF2.BaF2為潤滑相，潤滑相的粒徑為小于等于50 μ m ;d.將粘結相、硬質相和潤滑相三種成分混合均勻即制得寬溫域自潤滑涂層材料；其中粘結相占寬溫域自潤滑涂層材料總質量的609Γ80%，硬質相占寬溫域自潤滑涂層材料總質量的109Γ20%，潤滑相中Ag占寬溫域自潤滑涂層材料總質量的39TlO%，潤滑相中CaF2 BaF2占寬溫域自潤滑涂層材料總質量的39TlO%。所述Ni粉粒徑為小于等于80 μ m, Mo粉粒徑為小于等于10 μ m,鋁粉粒徑為小于等于5 μ m。本專利技術的有益效果為:本專利技術所采用的聚合型NiMoAl在噴涂過程中會發生反應，特別是N1、Al放熱，會促進涂層的結合，而其中的金屬Mo會在噴涂后保留一部分單質狀態，金屬鑰具有較好的減摩效果，提高了潤滑組元的分布均勻性，有助于摩擦初期迅速形成自潤滑膜層。同時采用球形硬質相可以減少硬質相對摩擦對偶件的磨損。初期摩擦系數可降于0.2以下，結合強度大于40 MPa。具體實施例方式本專利技術提供了，下面結合具體實施方式對本專利技術做進一步說明。實施例1選取平均粒徑約5 μ m的Mo和平均粒徑為2 μ m的Al粉各100 g,通過球磨混合均勻，得到Mo粉和Al粉的混合粉末；選取平均粒徑為50 ym的Ni粉800 g作為核心，通過膠粘團聚的方法在Ni粉表面包覆上Mo粉和Al粉的混合粉末，烘干。以125 g粒徑小于等于30 μ m的球形Cr2O3為硬質相；以粒徑小于等于30 μ m的Ag和CaF2.BaF2為潤滑相，其中Ag的質量為60 g,CaF2.BaF2 的質量為 65 g ；將上述粉末混合均勻，得到一種寬溫域自潤滑涂層材料，等離子噴涂后獲得自潤滑涂層，涂層起始階段摩擦系數在初始階段可穩定在0.16^0.18之間，結合強度大于45MPa0實施例2選取平均粒徑為3 μ m的Mo和平均粒徑為I μ m的Al粉各30 g,通過球磨混合均勻，得到Mo粉和Al粉的混合粉末；選取平均粒徑為50 ym的Ni粉540 g作為核心，通過膠粘團聚的方法在Ni粉表面包覆上Mo粉和Al粉的混合粉末，烘干。以200 g粒徑小于等于20 μ m的球形Cr2O3為硬質相；以粒徑小于等于40 μ m的Ag和CaF2.BaF2為潤滑相，其中Ag的質量為100 g,CaF2.BaF2 的質量為 100 g ； 將上述粉末混合均勻，得到一種寬溫域自潤滑涂層材料，等離子噴涂后獲得自潤滑涂層，涂層起始階段摩擦系數在初始階段可穩定在0.1(Γ0.14之間，結合強度大于42 MPa0本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種寬溫域自潤滑涂層材料，其特征在于：所述寬溫域自潤滑涂層材料為由粘接相、硬質相和潤滑相所組成的均勻混合物材料，其中粘結相為聚合型NiMoAl，占寬溫域自潤滑涂層材料總質量的60%~80%；硬質相為球形Cr2O3或Cr3C2，硬質相的粒徑為小于等于50?μm，占寬溫域自潤滑涂層材料總質量的10%~20%；潤滑相為Ag和CaF2???BaF2，占寬溫域自潤滑涂層材料總質量的6%~20%，其中Ag占寬溫域自潤滑涂層材料總質量的3%~10%，CaF2???BaF2占寬溫域自潤滑涂層材料總質量的3%~10%。

【技術特征摘要】
1.一種寬溫域自潤滑涂層材料，其特征在于:所述寬溫域自潤滑涂層材料為由粘接相、硬質相和潤滑相所組成的均勻混合物材料，其中粘結相為聚合型NiMoAl，占寬溫域自潤滑涂層材料總質量的60°/Γ80% ;硬質相為球形Cr2O3或Cr3C2，硬質相的粒徑為小于等于50μ m,占寬溫域自潤滑涂層材料總質量的10°/Γ20% ;潤滑相為Ag和CaF2.BaF2,占寬溫域自潤滑涂層材料總質量的69Γ20%，其中Ag占寬溫域自潤滑涂層材料總質量的39Tl0%，CaF2.BaF2占寬溫域自潤滑涂層材料總質量的39TlO%。2.根據權利要求1所述的一種寬溫域自潤滑涂層材料，其特征在于:所述聚合型NiMoAl以Ni粉為核心，以Μο、Α1混合粉為包覆層，所述聚合型NiMoAl的粒徑為30 μ πΓ ΟΟμ m之間。3.根據權利要求2所述的一種寬溫域自潤滑涂層材料，其特征在于:所述Ni占粘結相總質量的80% 90%，Μο占粘結相總質量的59TlO%，Al占粘結相總質量的5% 10% ；Ni粉的粒徑為小于等于80 μ m，Mo粉的粒徑為小于等于10 μ m，鋁粉的粒徑為小于等于5 μ m。4.一種如權利要求1所述的一種寬溫域自潤...

【專利技術屬性】
技術研發人員：于月光，任先京，高峰，沈婕，趙曉東，袁建鵬，徐紅艷，
申請(專利權)人：北京礦冶研究總院，北礦新材科技有限公司，
類型：發明
國別省市：