[發明專利]一種在激光微孔模板中種植固體潤滑材料的方法

在審

• 申請號: 201610157336.8
• 申請日: 2016-03-14
• 公開（公告）號: CN107190304A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 王愛華;潘衛清;熊大輝
• 申請（專利權）人: 嘉興福源激光科技有限公司
• 主分類號: C25D13/00
• 分類號: C25D13/00;C23C24/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及固體潤滑技術領域，更具體是涉及一種在激光微孔模板中種植MoS₂和PTFE混合固體潤滑材料。

背景技術

潤滑材料分為三種：液體潤滑劑(潤滑油)、半固體潤滑劑(潤滑脂)和固體潤滑劑。相對潤滑油、脂，固體潤滑劑有很大的優點。潤滑油、脂溫度使用范圍非常的窄，超過這一溫度范圍，潤滑油、脂將失去其潤滑效果，而固體潤滑材料卻又很廣的發揮空間；就承載能力而言，固體潤滑劑遠強于潤滑油、脂；在高真空、強輻射、在氣體或流體中等極端條件下，潤滑油、脂容易失效，也需要借助于固體潤滑劑；固體潤滑劑的貯存、運輸和使用對環境和產品的污染也比潤滑油、脂少得多；固體潤滑劑的時效變化小，保管較為方便。

石墨、MoS₂、BN等固體潤滑劑脆性大，在潤滑的過程中流失很快，常用粘結固體潤滑涂層來減緩潤滑劑的流失，唐國鋼在《二硫化鉬自潤滑復合涂層的制備方法及自潤滑滑塊》中將石墨、二硫化鉬和銅粉混入磷酸二氫鋁粘結劑中，通過噴涂，加熱固化形成潤滑層，改善了該方法，但是其承載能力、潤滑壽命等性能上仍存在不足。

李倩倩在《磁控濺射制備減磨MoS₂/C/Ti復合薄膜的方法》、《二硫化鉬基潤滑耐磨復合薄膜的制備方法》和張平的《一種抗摩擦磨損性能優異的MoS₂-Ti復合膜及其制備方法》運用濺射的方法制備MoS₂和Ti化合物的復合涂層，通過提高潤滑薄膜自身的強度和與基體的結合強度。但是，其制造工藝要求苛刻，濺 射前表面處理不到位，在承載摩擦時容易出現剝落現象，而且薄膜厚度均勻性難以控制。

殷明華在《一種鑲嵌式固體潤滑軸承》中軸承中運用潤滑孔填注固體潤滑材料。但是其使用的潤滑孔為通孔而且孔徑較大，仍然無法有效的控制固體潤滑材料的流失。

發明內容

本發明的目的在于克服固體潤滑持續時間短的問題，從而提供的一種在激光微孔模板中種植固體潤滑材料的方法，能在摩擦的過程中不斷釋放潤滑材料，起到持續潤滑的效果，由此解決了固體持續潤滑時間短的問題。

為了實現上述目的，本發明提供一種在激光微孔模板中種植固體潤滑材料的方法，其特征在于包括以下步驟：

S1：對激光熔覆層進行預處理，使之表面清潔，其中，熔覆層先分別進行打磨、拋光，再進行超聲波清洗；

S2：對S1中獲得激光熔覆層表面進行激光微孔化處理，其中，將S1中獲得的激光熔覆層基體置于光機電一體化的激光加工工藝平臺中，調整激光加工的工藝參數對激光熔覆層進行微孔化處理，從而獲得不同孔徑、不同孔深、不同中心間距的微孔結構；

S3：對S2中獲得微孔激光熔覆層基體進行后處理，其中，先將S2中獲得基體表面擦拭酸蝕液進行腐蝕，接著取出用清水沖洗，然后用酒精超聲清洗，最后吹干備用；

S4：對S3獲得的微孔基板進行電泳沉積，其中，該電泳沉積在包含有固體潤滑材料的懸浮液中進行，沉積后在烘箱中干燥；

S5：對S4中獲得的潤滑涂層進行燒結，使之致密化。

進一步的，所述步驟S2中獲得的激光微孔化處理的微孔深度為20～45μm，其中，微孔深度為鐵基合金表面距微孔最深處的距離。

進一步的，所述步驟S2中獲得的激光微孔化處理的微孔孔徑為70～90μm，其中，微孔孔徑為微孔的最大直徑。

進一步的，所述步驟S2中獲得的激光微孔化處理的微孔的孔中心間距100～200μm，其中，微孔中心間距為微孔圓心間的距離。

進一步的，所述S4中電泳沉積采用的固體潤滑材料的懸浮液，其中，電泳沉積懸浮液為在200mL的去離子水中1.0～2.0g分散劑曲拉通和2.0～4.0g固體潤滑劑。

進一步的，所述S4中電泳沉積采用的固體潤滑材料的懸浮液，其中，固體潤滑材料為MoS₂和PTFE的混合材料，PTFE的質量分數為5～20％。

進一步的，所述步驟S5中，采用微波燒結，升溫速度3℃/min，保溫溫度300～350℃，保溫時間2h。

激光微孔化的機理：利用聚焦激光束對工件局部加熱，使焦點處的材料迅猛升溫直至熔化和汽化，熔化、汽化材料在汽化產生的壓力下向外噴射，在該處形成微孔。

本發明的優點在于：本發明通過減磨和耐磨兩個方面來提高工件的抗磨性能，而在減磨方面又通過結構和材料兩個方面對固體潤滑材料的潤滑壽命進行改進。

耐磨方面：本發明所用基板為激光熔覆層，該熔覆層具有高硬度和高耐磨性。