[發明專利]一種鎳基寬溫帶高溫自潤滑材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201110301473.1
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN102337427A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 劉如鐵;熊翔;趙福安
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C22C1/05
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明涉及一種鎳基寬溫帶高溫自潤滑材料，本發明還涉及該高溫自潤滑材料的制備方法。

背景技術

隨著現代工業等領域的飛速發展，對于在高溫下工作的減摩材料提出了更高的要求，從而使得材料在高溫條件下的摩擦、磨損和潤滑問題日益受到重視。通過研究開發高溫金屬基自潤滑材料，有助于開發出應用于航空、航天、化工、冶金等諸多特殊工況領域的配套產品，也為開發出應用于高載荷、高溫、高速以及高溫腐蝕性氣體或液體介質等特殊工況的產品提供了材料設計方案，可解決高溫下潤滑油脂無法解決的潤滑問題。目前，很多具有700℃以下高溫潤滑的材料，如Ni-Cr-S系列高溫自潤滑材料，由于其固體潤滑劑主要為反應生成物硫化鉻，它的高溫潤滑性能良好而低溫潤滑性能不佳，所以其高溫自潤滑效果僅僅限于300-700℃的溫度區間，往往難以滿足在室溫至700℃溫度區間的穩定自潤滑效果，導致機構無法在室溫下正常啟動運轉而必須在預熱至300℃溫度以上時才能正常工作。

發明內容

本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種在室溫至700℃溫度區間內具有良好自潤滑性能的鎳基寬溫帶高溫自潤滑材料。

本發明所要解決的第二個技術問題是提供一種該鎳基寬溫帶高溫自潤滑材料的制備方法。

為了解決上述第一個技術問題，本發明一種鎳基寬溫帶高溫自潤滑材料，按重量百分比，包括下述組分：

鎳?60-70，

鉻?10-20，

鉬?6-15，

固體潤滑劑?5-10。

本發明一種鎳基寬溫帶高溫自潤滑材料，所述的鎳鉻鉬組元以元素粉末形式加入或鎳鉻鉬中至少兩種金屬的預合金粉末的形式加入。

本發明一種鎳基寬溫帶高溫自潤滑材料，所述的固體潤滑劑按質量百分比，由下述組分組成：

二硫化鉬?20-40；

石墨?10-30；

軟金屬?40-60

本發明一種鎳基寬溫帶高溫自潤滑材料，所述軟金屬選自銅、銀、鉍、鉛中的一種。

為了解決上述第二技術問題，本發明鎳基寬溫帶高溫自潤滑材料的制備方法，包括如下步驟：

第一步：配料

按設計的合金組分配比稱量鎳、鉻、鉬及固體潤滑劑組分物料；

第二步：混料

將稱量好的各物料投入V型混料機中，混料時間60～180分鐘；

第三步：成型

稱取混合料，倒入鋼模中，壓制壓力500～700MPa，保壓時間1-3秒，隨后脫模得到壓制毛坯；

第四步：燒結

在真空或氫氣氣氛環境中，將壓制毛坯從室溫均勻加熱到1050℃-1200℃，保溫1.5小時，然后均勻冷卻至250℃以下出爐，得到燒結坯；加熱速度為每分鐘8-10℃；冷卻速度為每分鐘6-8℃；

第五步：復壓

將第四步所得燒結坯置于鋼模中，壓制壓力600～800MPa，保壓時間1-3秒后脫模，得到鎳基寬溫帶高溫自潤滑材料。

本發明由于采用上述組分配比及制備方法，制備的鎳基寬溫帶高溫自潤滑材料具有以下優點：

1、在室溫至700℃高溫均具有良好的自潤滑減摩性能；

2、在使用過程中其摩擦磨損性能更加穩定可靠；

本發明制備的鎳基寬溫帶高溫自潤滑材料同時含有比例恰當的高低溫固體潤滑劑，組織均勻，相對于很多具有700℃以下高溫潤滑的材料，在高溫自潤滑溫度區間和摩擦磨損性能方面有較大的提高，而制造成本基本持平。

綜上所述，本發明制備的鎳基寬溫帶高溫自潤滑材料在室溫至700℃溫度范圍內具有良好耐磨性能和自潤滑減摩性能具有使用溫度區間寬和摩擦磨損性能好的的優點，本發明制備方法簡單可行，制得的鎳基寬溫帶高溫自潤滑材料，其寬溫帶自潤滑性能良好，可有效拓展鎳基寬溫帶高溫自潤滑材料市場應用前景。

附圖說明

附圖1是本發明實施例2制備的鎳基寬溫帶高溫自潤滑材料的室溫摩擦系數-時間曲線；

附圖2是本發明實施例2制備的鎳基寬溫帶高溫自潤滑材料的300℃摩擦系數-時間曲線；

附圖3是本發明實施例2制備的鎳基寬溫帶高溫自潤滑材料的500℃摩擦系數-時間曲線；

附圖4是本發明實施例2制備的鎳基寬溫帶高溫自潤滑材料的700℃摩擦系數-時間曲線。

附圖5是本發明實施例2制備的鎳基寬溫帶高溫自潤滑材料的摩擦磨損-溫度曲線。