[發明專利]一種以球形結構Ag-Mg為固體潤滑劑的20CrMnTi基自潤滑復合材料及制備方法

有效

• 申請號: 201811273487.5
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109321810B
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發明（設計）人: 周賢;明興祖
• 申請（專利權）人: 湖北文理學院
• 主分類號: C22C33/02
• 分類號: C22C33/02;C22C38/28;C22C38/04;C22C38/02;B22F3/105;B22F1/00;B22F9/08
• 代理公司: 42222 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 許蓮英

本發明提供一種以球形結構Ag?Mg為固體潤滑劑的20CrMnTi基自潤滑材料及其制備方法，包括如下步驟：選取Ag與Mg粉末，加入水溶液中，干燥、熔融、泠凝處理，得到球形Ag?Mg固體潤滑劑。取Fe粉、Cr粉、Mn粉、Ti粉與Si粉以及總質量為其10?20wt.％的Ag?Mg固體潤滑劑，混合處理得到燒結配料。將燒結配料利用放電等離子技術處理。該方法將球形固體潤滑劑原位復合在20CrMnTi基體中，摩擦系數較小，磨損率較低。該自潤滑材料及制備方法有利于進一步推動20CrMnTi基齒輪材料在航空、航天、冶金等領域中的應用，以滿足極端環境下機械零部件的潤滑，提高其使用壽命與使用精度。

技術領域

本發明涉及涉及一種自潤滑復合材料，尤其是一種以球形結構Ag-Mg為固體潤滑劑的20CrMnTi基自潤滑復合材料及其制備方法。

背景技術

隨著航空、航天、冶金與建材等工業的快速發展，在一些極端工況條件下如過高的溫度、高負載、強輻射等環境下的運動部件對于潤滑方式與潤滑材料等提出了更高的要求。而且，現有的固體潤滑劑通常沒有固定結構，像沙子一樣形狀并不規則，起不到良好的潤滑效果。因此，致力于研發一種以球形結構Ag-Mg 為固體潤滑劑的20CrMnTi基自潤滑復合材料，以解決極端工況環境下的材料潤滑與機械零部件的失效問題，就顯得十分重要而迫切了。20CrMnTi基齒輪材料經熱處理后硬度高，強度韌性優異，零件尺寸穩定性好，適用于制造幾何形狀復雜的塑料成型模具。特別是模具零件經表面滲碳及熱處理后，易于形成綜合性能優異的機械工程材料【王邦杰；李紅梅。實用模具材料手冊。長沙：湖南科學技術出版社。2014】、【劉年富；岳峰；劉鳳連。20CrMnTi鋼冷擠壓開裂的失效分析。熱處理技術與裝備。2017-10-25】。可是，近年來許多摩擦學研究工作者對 20CrMnTi鋼的摩擦學性能進行研究。研究發現，在高溫與高載荷作用下其差的減摩抗磨性能限制了其在機械工程領域中的進一步應用【朱繁康；張偉文。熱處理技術對小模數齒輪用材料20CrMnTi鋼滑動磨損行為的影響。機械科學與技術。2014-07-15】與【王馨。T10/20CrMnTi摩擦副的干滑動摩擦影響層的組織結構演化及擴散行為。上海大學。2013-08-01】。因此，如何制備一種以球形結構Ag-Mg 為固體潤滑劑的20CrMnTi基自潤滑復合材料，進一步提高20CrMnTi基齒輪材料在高溫、高載與強輻射等極端工作環境下的摩擦學性能就顯的十分重要而有意義。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種以球形結構的Ag-Mg為固體潤滑劑的 20CrMnTi基自潤滑復合材料及制備方法。20CrMnTi基自潤滑復合材料的特點是將球形粉末Ag-Mg原位復合在20CrMnTi基體中，得到一種以球形粉末Ag-Mg 為固體潤滑劑的新型20CrMnTi基自潤滑復合材料。該自潤滑復合材料具有優異的減摩抗磨性能。20CrMnTi基自潤滑復合材料所需原材料價格低廉，來源廣泛。制備固體潤滑劑Ag-Mg所需設備成本較低、設備易于操作，適合于規?；c批量化生產，制備過程工藝參數易于控制，反應過程穩定。

一種以球形結構的Ag-Mg為固體潤滑劑的20CrMnTi基自潤滑復合材料及制備方法可描述為以下幾點：

1這是一種以球形結構Ag-Mg為固體潤滑劑的20CrMnTi基自潤滑復合材料，這種自潤滑材料由Fe粉、Cr粉、Mn粉、Ti粉、Si粉和球形潤滑劑Ag-Mg 制備而成。20CrMnTi基體材料配料中Fe粉、Cr粉、Mn粉、Ti粉與Si粉質量比(wt.％)為97.35：1.22：0.96：0.13：0.34。在這種自潤滑復合材料中加入的二元球形結構固體潤滑劑Ag-Mg的質量分數為Fe粉、Cr粉、Mn粉、Ti粉與Si 粉總質量的10-20wt.％。