[發(fā)明專利]微儲(chǔ)油激光網(wǎng)格化復(fù)合固體潤(rùn)滑層的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310220603.8
• 申請(qǐng)日: 2013-06-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103276395A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬玉林;趙海朝;趙玉強(qiáng);臧艷;崔慶生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院;北京戎魯機(jī)械產(chǎn)品再制造技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C23C28/04
• 分類號(hào): C23C28/04;C23C22/05;C23C22/82;C23C8/36
• 代理公司: 北京北新智誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 滿靖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微儲(chǔ)油激光網(wǎng)格化復(fù)合固體潤(rùn)滑層的制備方法，屬于機(jī)械設(shè)備零部件的抗磨潤(rùn)滑（固體潤(rùn)滑、納米潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑）技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

摩擦現(xiàn)象廣泛存在于冶金、礦山、建材、電力、機(jī)械、農(nóng)機(jī)、國(guó)防以及航空、航天等工業(yè)中。機(jī)械設(shè)備零部件中的摩擦副，如齒輪與齒輪、軸與軸承、活塞環(huán)與缸套之間在工作環(huán)境中及與外界介質(zhì)接觸時(shí)，通常不可避免產(chǎn)生摩擦與磨損。磨損是材料三大失效形式之一，機(jī)械設(shè)備零部件損壞的80%，維修費(fèi)用中的40%，都是由于磨損引起的，而且能源的1/3是消耗在克服摩擦方面。因此，有效地控制摩擦、改善潤(rùn)滑性能、減少磨損是節(jié)約能源和原材料、縮短維修時(shí)間和減少維修費(fèi)用的重要措施，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用壽命和增加其可靠性具有重要作用。特別是航空、航天、武器這些高新設(shè)備，要求其運(yùn)動(dòng)件必須面對(duì)嚴(yán)酷的工作環(huán)境（如高速、重載、高低溫交變、多相介質(zhì)流等）、承受極端苛刻的運(yùn)行工況，因此，這些高新設(shè)備的損傷率和維修費(fèi)用比普通設(shè)備零件更高，由此可見(jiàn)，這些高新設(shè)備的潤(rùn)滑問(wèn)題是必須突破的關(guān)鍵技術(shù)。

摩擦磨損是材料表面和界面上的微觀動(dòng)態(tài)行為，疲勞裂紋由零部件表面向里延伸，這一現(xiàn)象已經(jīng)引起了人們對(duì)材料表面性能的關(guān)注和研究。目前，改變材料表面、亞表面層的成分、結(jié)構(gòu)和性能的表面改性技術(shù)得到了快速發(fā)展與應(yīng)用，其中的激光表面淬火、等離子滲硫技術(shù)在近年來(lái)獲得了快速發(fā)展，許多學(xué)者的研究成果表明，通過(guò)激光表面淬火、等離子滲硫技術(shù)可在一定程度上有效地控制摩擦，減少磨損。另外，油潤(rùn)滑技術(shù)也已被大量研究，應(yīng)用于實(shí)踐中，并取得顯著成果。潤(rùn)滑油雖然仍占據(jù)當(dāng)今機(jī)械運(yùn)行和維護(hù)保養(yǎng)的主導(dǎo)地位，但其在重載、高溫、高PV值等方面的應(yīng)用局限性不容忽視。并且，上述這些技術(shù)是各自分離的，它們的有效性、可靠性和通用性在很大程度上受到限制，不能滿足現(xiàn)如今對(duì)機(jī)械設(shè)備零部件的抗磨潤(rùn)滑的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種微儲(chǔ)油激光網(wǎng)格化復(fù)合固體潤(rùn)滑層的制備方法，該方法可在機(jī)械設(shè)備零部件的表面制備出具有低摩擦系數(shù)、高抗磨性能的微儲(chǔ)油激光網(wǎng)格化復(fù)合固體潤(rùn)滑層，以解決機(jī)械設(shè)備零部件在惡劣環(huán)境下由于潤(rùn)滑不良造成的磨損失效問(wèn)題，提升機(jī)械設(shè)備零部件在服役過(guò)程中的可靠性、延長(zhǎng)其使用壽命、降低其維修費(fèi)用。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種微儲(chǔ)油激光網(wǎng)格化復(fù)合固體潤(rùn)滑層的制備方法，其特征在于，它包括如下步驟：

步驟一：在待處理的機(jī)械設(shè)備零部件的鉻鉬銅合金鑄鐵表面上涂刷常溫快速磷化液，待該常溫快速磷化液干燥后進(jìn)行網(wǎng)格化激光淬火處理，以在該鉻鉬銅合金鑄鐵表面上形成網(wǎng)格狀的硬化層；

步驟二：采用低溫等離子滲硫工藝，在該硬化層的表面上制備具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的FeS固體潤(rùn)滑層；

步驟三：利用浸漬法，使含納米粒子的潤(rùn)滑劑置入該FeS固體潤(rùn)滑層的蜂窩狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，從而微儲(chǔ)油激光網(wǎng)格化復(fù)合固體潤(rùn)滑層制備完畢。

所述網(wǎng)格化激光淬火處理的工藝參數(shù)為：激光輸出功率在300W～400W之間，激光掃描速度在35mm/s～40mm/s之間，激光光斑直徑為1.5mm。所述硬化層的網(wǎng)格單元形狀為菱形，所述硬化層的厚度在0.45mm～0.60mm之間，所述硬化層表面的顯微硬度約為714HV0.5。

所述低溫等離子滲硫工藝的工藝參數(shù)為：滲流所用氣體為由分析純硫粉末升華所得的硫蒸氣，工作氣壓在130Pa～180Pa之間，滲硫溫度在200℃～240℃之間，保溫時(shí)間在1h～3h之間。所述FeS固體潤(rùn)滑層的厚度在5微米～8微米之間。

所述浸漬法是在設(shè)定浸漬溫度下，將所述FeS固體潤(rùn)滑層在所述含納米粒子的潤(rùn)滑劑中浸漬設(shè)定浸漬時(shí)間，使所述含納米粒子的潤(rùn)滑劑置入所述FeS固體潤(rùn)滑層的蜂窩狀結(jié)構(gòu)的微納孔內(nèi)。所述設(shè)定浸漬時(shí)間在30min～60min之間，所述設(shè)定浸漬溫度在20°C～60°C之間。

所述含納米粒子的潤(rùn)滑劑為由基礎(chǔ)油與納米粒子超聲混合設(shè)定時(shí)間，再球磨預(yù)定時(shí)間后得到的，該納米粒子占混合總重量的0.2～0.5%，該基礎(chǔ)油占混合總重量的99.5～99.8%。所述基礎(chǔ)油為10W/40CF機(jī)油，所述納米粒子為呈球形、粒徑小于80nm的SiO₂納米粒子或Al₂O₃納米粒子或Fe₃O₄納米粒子。

經(jīng)過(guò)所述含納米粒子的潤(rùn)滑劑浸漬后的所述FeS固體潤(rùn)滑層在室溫下冷卻后，擦去表面浮油，從而獲得所述微儲(chǔ)油激光網(wǎng)格化復(fù)合固體潤(rùn)滑層。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：