[發明專利]金屬表面合金劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310473282.2
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103525507A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 程志林
• 申請（專利權）人: 程志林
• 主分類號: C10M163/00
• 分類號: C10M163/00;C10N30/06;C10N30/10
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 陳昌娟

技術領域

本發明涉及高能機械合金化技術領域，特別是涉及一種金屬表面合金劑及其制備方法。

背景技術

據國際權威機構統計，金屬材料磨損、腐蝕、疲勞三大損耗約占工業總產值的30％。摩擦磨損是普遍存在的自然現象，摩擦損失了世界約三分之一的一次能源，磨損是造成材料與設備破壞和失效的三種最主要的形式之一，潤滑則是降低摩擦、減少或避免磨損的最有效技術。發展具有良好抗磨損性能、高承載能力、對磨損表面具有一定修復功能、對環境無污染或少污染的潤滑技術，是當代化學和材料科學及摩擦學的重要課題之一。

二烷基二硫代磷酸鋅(ZDDP)高效極壓抗磨劑一直是自20世紀中葉以來內燃機油等油品不可缺少的添加組分，且在齒輪油、液壓油等工業用油中也得到了廣泛應用,但是，現在它已顯得難于適應形勢發展的需要。這是因為：(1)ZDDP的含磷轉化產物會使用于減少汽車尾氣中氮氧化物(NOx)等有害氣體排放的三效催化轉換器中的催化劑中毒并影響氧氣傳感器；(2)ZDDP會產生灰分，堵塞過濾系統,對柴油機的微粒捕集器會產生不良影響；(3)元素Zn會使某些合金軸承(主要指含銀、鉛部件)產生電化學腐蝕；(4)在高于160度的工況下會因急劇分解而喪失抗氧化和極壓抗磨性能。

中國專利發明專利ZL200910067880.3公開了一種陶瓷合金耦合劑，該耦合劑為含鎂、鋁、硼和鈦陶瓷金屬的抗磨添加劑，為各組分的混合物，為了保證良好的懸浮性和分散性，其所用的分散劑含氯，具有潛在的安全和環保風險。

中國專利ZL200710143950.X公開了一種用于潤滑油、脂的納米級陶瓷金屬復合物添加劑，該添加劑為包含有氮化硼，鉬，銅粉體的組合物液體；該氮化硼，鉬，銅粉體粉體是氮化硼和鉬以共價鍵結構、銅以配位鍵結構形成的一種納米級球狀的固體顆粒物；氮化硼為球狀骨架，鉬以層片狀包覆其上，銅以點、片狀與球體的晶體缺陷處結合；該粉體中氮化硼、鉬和銅所占組分的比例為7～8.5∶1～1.5∶0.5～1，該添加劑的缺點是油溶性較差，易產生沉淀。

綜上所述，現有的金屬表面合金劑存在以下缺點：

（1）含硫、磷和鋅，易產生腐蝕、毒害和高溫失效；（2）含有氯，會產生腐蝕；（3）油溶性較差，易產生沉淀。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種不含硫、磷、鋅、氯等有害物質、油溶性好、耐磨性高的金屬表面合金劑。

本發明的另一個目的是提供一種制備上述金屬表面合金劑的方法。

為此，本發明的技術方案如下：

一種金屬表面合金劑，由以下質量百分比的組分制備而成：

植物油：?????????80-92%

金屬化合物：?????2-8%

催化劑：?????????5-15%，

其中，所述金屬化合物包括含鋁化合物、含鈣化合物、含硼化合物、含鎂化合物、含鈦化合物和含鉬化合物，各化合物的用量使得所制備的金屬表面合金劑中金屬原子的質量分數分別為：

鋁原子：0.01-0.3%，

鈦原子：0.01-0.5%，

硼原子：0.1-0.5%，

鈣原子：0.5-2%，

鉬原子：0.5-3%。

優選的是，所述植物油為花生油、大豆油、亞麻油、棕櫚油、椰子油、蓖麻油、菜子油中的一種或一種以上以任意比的混合物。

所述催化劑為氨水、鹽酸、碳酸氫銨、雙氧水或高錳酸鉀。

所述含鋁化合物為異丙醇鋁、鋁酸酯、硫酸鋁、硝酸鋁和鋁粉的一種或一種以上以任意比的混合物。

所述含鈣化合物為氫氧化鈣、氧化鈣、有機磺酸鈣、碳酸鈣和烷基水楊酸鈣中的一種或一種以上以任意比的混合物。

所述含硼化合物為硼酸、氧化硼、硼酸酯中的一種或其中多種以任意比的混合物。

所述含鎂化合物為氧化鎂、氫氧化鎂、硝酸鎂、有機磺酸鎂中的一種或一種以上以任意比的混合物。

所述含鈦化合物為鈦酸酯、氧化鈦、四氯化鈦、異丙醇鈦、硫酸鈦中的一種或一種以上以任意比的混合物。

所述含鉬化合物為氧化鉬、鉬酸銨、有機鉬中的一種，或一種以上以任意比的混合物。

一種上述金屬表面合金劑的制備方法，包括以下步驟：

1）金屬化合物的制備：

在攪拌條件下，按照配方向反應釜中加入含鋁化合物、含鈦化合物、含鈣化合物、含硼化合物、含鎂化合物和含鉬化合物，攪拌1～4小時，得到棕色粘稠液體；

2）金屬表面合金劑的制備：