[發(fā)明專利]TiAl-Ag-WS₂-ZnO-Ti₂AlC-TiC自潤(rùn)滑復(fù)合材料及其制備方法無(wú)效

申請(qǐng)?zhí)枺?/td>	201310109855.3	申請(qǐng)日：	2013-04-01
公開（公告）號(hào)：	CN103205622A	公開（公告）日：	2013-07-17
發(fā)明（設(shè)計(jì)）人：	史曉亮;徐增師;王莽;翟文正;章橋新;姚杰;宋思遠(yuǎn);王玉伏;馮四平;張崧	申請(qǐng)（專利權(quán)）人：	武漢理工大學(xué)
主分類號(hào)：	C22C30/00	分類號(hào)：	C22C30/00;C22C1/04;C22C1/05;C22C1/10
代理公司：	湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102	代理人：	唐萬(wàn)榮
地址：	430070 湖***	國(guó)省代碼：	湖北;42
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摘要：
搜索關(guān)鍵詞：	tial ag ws sub zno ti alc tic 潤(rùn)滑復(fù)合材料及其制備方法
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【說(shuō)明書】：

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種含有Ag、WS₂、ZnO和Ti₂AlC四元復(fù)合潤(rùn)滑相和增強(qiáng)相TiC的TiAl-Ag-WS₂-ZnO-Ti₂AlC-TiC自潤(rùn)滑復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代工業(yè)等領(lǐng)域的飛速發(fā)展，對(duì)于在室溫到高溫下工作的減摩材料提出了更高的要求，從而使得材料在寬溫域工作條件下的摩擦、磨損和潤(rùn)滑問(wèn)題日益受到重視。相比潤(rùn)滑脂、液相潤(rùn)滑劑和氣體潤(rùn)滑劑，固體潤(rùn)滑劑在摩擦領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)勢(shì)。考慮到大多數(shù)傳統(tǒng)的固體潤(rùn)滑劑只能在較窄的溫度范圍內(nèi)發(fā)揮其良好的潤(rùn)滑作用，為了實(shí)現(xiàn)室溫到高溫都有良好摩擦學(xué)性能，合理運(yùn)用多種潤(rùn)滑劑的協(xié)同潤(rùn)滑效應(yīng)則是實(shí)現(xiàn)室溫到高溫寬溫度范圍潤(rùn)滑的有效方法之一。因此研究新型的高性能寬溫域自潤(rùn)滑復(fù)合材料已成為目前摩擦學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。

TiAl合金具有金屬和陶瓷的優(yōu)異性能，如優(yōu)良的高溫強(qiáng)度、剛度及低密度，高的比模量、比強(qiáng)度，良好的抗高溫蠕變性能和抗氧化能力，這些優(yōu)良的性能使其成為了航空和自動(dòng)化工業(yè)理想輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，因而成為近年來(lái)的輕質(zhì)合金中研究的重點(diǎn)([1]陳玉勇,孔凡濤.TiAl合金顯微組織細(xì)化[J].金屬學(xué)報(bào),2008,424(5):551-556;[2]馮旭東,袁慶龍,曹晶晶,蘇志俊.TiAl基合金研究進(jìn)展[J].航天制造技術(shù),2009(3):35-38.)。然而，TiAl合金固有的室溫延展性低和塑性差成為其大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的主要障礙。經(jīng)多年來(lái)的研究表明：添加適量的Cr能夠改善TiAl合金的室溫延展性；同時(shí)添加適量的Nb和Cr可以提高TiAl合金的室溫塑性；添加適量的B可以產(chǎn)生有效的彌散強(qiáng)化，提高TiAl合金的斷裂韌性([3]艾桃桃.TiAl基合金的韌化途徑及基礎(chǔ)應(yīng)用研究[J].稀有金屬,2009,33(6):913-920;[4]楊麗穎,劉佐民.TiAl基合金的摩擦學(xué)設(shè)計(jì).濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2006,20(2):161-167.)。

由于TiAl合金在干摩擦具有較高的摩擦系數(shù)和磨損率，若想將其應(yīng)用到運(yùn)動(dòng)部件中去就必須進(jìn)行減摩和抗磨處理，為了降低該材料的摩擦磨損，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開展了大量的研究工作。以往研究通常是在TiAl基體中添加固體潤(rùn)滑劑制備復(fù)合材料或者在TiAl基體表面制備潤(rùn)滑涂層。潤(rùn)滑添加劑量少對(duì)潤(rùn)滑性能改善效果不明顯，而潤(rùn)滑劑添加量過(guò)多則會(huì)導(dǎo)致力學(xué)性能的顯著下降，同時(shí)潤(rùn)滑劑與基體潤(rùn)濕性、界面反應(yīng)與界面結(jié)構(gòu)的很難控制，潤(rùn)滑劑在制備基體過(guò)程中的穩(wěn)定性也很難保證；潤(rùn)滑涂層壽命有限，一旦失效將造成災(zāi)難性后果，很難全面的滿足低溫到高溫與高載荷等一系列苛刻的工況條件下使用，故其力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能需要進(jìn)一步完善([5]T.Sun,Q.Wang,D.L.Sun,G.H.Wu,Y.Na.Studyondrysliding?frictionandwearpropertiesofTi₂AlN/TiAlcomposite.Wear,2010,268(5-6):693-699;[6]X.B.Liu,S.H.Shi,J.G.Guo,G.Y.Fu,M.D.Wang.Microstructureandwearbehavior?ofγ/Al₄C₃/TiC/CaF₂compositecoatingonγ-TiAlintermetallicalloypreparedby?Nd:YAGlasercladding.ApplSurfSci,2009,255(11):5662-5668.)。

呂晉軍教授([7]呂晉軍.材料在高溫條件下的摩擦磨損.先進(jìn)潤(rùn)滑抗磨材料研討會(huì)，2001.11,蘭州.)提出了高溫自潤(rùn)滑復(fù)合材料的設(shè)計(jì)思想：基體+耐磨相(增強(qiáng)相)+固體潤(rùn)滑劑(單向或復(fù)合相)。借鑒這種思想，選用TiAl合金作為自潤(rùn)滑復(fù)合材料的基體，合理的選用和設(shè)計(jì)復(fù)合固體潤(rùn)滑劑，恰當(dāng)選擇增強(qiáng)相提高復(fù)合材料的整體性能。

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