[發(fā)明專利]一種陶瓷基自潤滑膜層的制備工藝有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010161878.9 | 申請日： | 2020-03-10 |
| 公開（公告）號： | CN111318431B | 公開（公告）日： | 2022-05-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 付景國;朱新河;馬圣林;嚴(yán)志軍;程東;馬春生;徐長旗 | 申請（專利權(quán)）人： | 大連海事大學(xué) |
| 主分類號： | B05D1/00 | 分類號： | B05D1/00;B05D3/00;B05D3/02;B05D7/24;B05D5/08;C25D11/06 |
| 代理公司： | 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212 | 代理人： | 徐華燊;李洪福 |
| 地址： | 116026 遼*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 陶瓷 潤滑 制備 工藝 | ||
本發(fā)明提供一種陶瓷基自潤滑膜層的制備工藝，其特征在于，采用微弧氧化陶瓷層工藝結(jié)合涂覆自潤滑涂料工藝制備陶瓷基自潤滑膜層，先通過微弧氧化技術(shù)在鋁合金表面制備具有“火山口”狀微凸起和微孔結(jié)構(gòu)的陶瓷膜層，再通過旋涂法將含有二硫化鎢微納顆粒的聚酰亞胺溶液均勻的涂覆在陶瓷膜層表面，待其在空氣中靜置一段時(shí)間后，放入烘箱熱固制得陶瓷基自潤滑膜層。本發(fā)明采用先微弧氧化再涂覆的工藝，利用陶瓷膜層表面的微凸起和微孔結(jié)構(gòu)來加強(qiáng)自潤滑膜層和陶瓷膜層間的結(jié)合狀態(tài)，制得具有減摩、自潤滑性能的陶瓷基自潤滑膜層。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鋁合金表面處理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，尤其涉及一種陶瓷基自潤滑膜層的制備工藝。
背景技術(shù)
在內(nèi)燃機(jī)的設(shè)計(jì)制造中，為提高其可靠性和耐久性，缸套-活塞相對運(yùn)動(dòng)組件多選用鑄鐵材質(zhì)，但鑄鐵材質(zhì)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使得內(nèi)燃機(jī)的功耗增加，效率降低。為提高做功效率，需減輕運(yùn)動(dòng)部件的重量。于是，選擇質(zhì)量較輕的高硅鑄造鋁合金制備鋁合金活塞。然而，高硅鑄造鋁合金具有表面硬度低、耐磨和耐腐蝕性較差等特點(diǎn)。所以，常采用表面強(qiáng)化方法提高活塞的使用壽命。
微弧氧化是包含電化學(xué)、等離子體化學(xué)等過程的一種表面處理技術(shù)。微弧氧化技術(shù)可在鋁、鎂、鈦等閥金屬表面得到與基體結(jié)合強(qiáng)度高、硬度高的多孔結(jié)構(gòu)陶瓷層。前期研究中已經(jīng)證實(shí)，微弧氧化陶瓷層具有優(yōu)異的耐磨性能，截面平均顯微硬度在1200HV以上。盡管利用微弧氧化技術(shù)可以提高高硅鑄造鋁合金活塞裙部表面的耐磨性能，但對缸套-活塞相對運(yùn)動(dòng)組件而言，由于活塞陶瓷層表面具有多孔結(jié)構(gòu)且缸套表面硬度遠(yuǎn)低于陶瓷層表面硬度，使得缸套-活塞運(yùn)動(dòng)組件在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，加劇了缸套的磨損。因此，必須采取相應(yīng)的表面措施來減少缸套的磨損，以使缸套-活塞運(yùn)動(dòng)組件配合良好。
自潤滑膜層通常是含有自潤滑組分的涂層材料。目前，常用的自潤滑材料有石墨、二硫化鉬、氮化硼、聚酰亞胺等。這些自潤滑材料通過電鍍、氣相沉積等方式在機(jī)械零件表面形成自潤滑膜層。在摩擦過程中，自潤滑材料在周圍介質(zhì)輔助下與摩擦表面發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)生成自潤滑膜，降低磨擦磨損。但這些自潤滑膜層與基體的結(jié)合方式多為外延生長、結(jié)合強(qiáng)度相對較低，且方法復(fù)雜。
因此，如何設(shè)計(jì)一種兼顧微弧氧化和自潤滑膜層兩種處理方法的特性來提高鋁合金表面硬度及耐磨耐腐蝕強(qiáng)度，從而提高鋁合金活塞的使用壽命，成為目前亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上述提出鋁合金表面硬度低、耐磨耐腐蝕性能差等技術(shù)問題，而提供一種陶瓷基自潤滑膜層的制備工藝。本發(fā)明主要采用先微弧氧化再涂覆的工藝對鋁合金表面進(jìn)行處理，從而制得具有減摩、自潤滑性能的陶瓷基自潤滑膜層。
本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：
一種陶瓷基自潤滑膜層的制備工藝，其特征在于，采用微弧氧化陶瓷層工藝結(jié)合涂覆自潤滑涂料工藝制備陶瓷基自潤滑膜層，先通過微弧氧化在鋁合金試樣表面制備具有“火山口”狀的微凸起和微孔結(jié)構(gòu)的多孔陶瓷膜層，再通過旋涂法將自潤滑涂層涂料均勻的涂覆在多孔陶瓷膜層表面形成陶瓷基自潤滑涂覆層，在空氣中靜置一段時(shí)間后，放入烘箱熱固制得陶瓷基自潤滑膜層。
進(jìn)一步地，所述微弧氧化電解液為硅酸鹽系堿性電解液；所述自潤滑涂層涂料為熱固性聚酰亞胺與固體自潤滑顆粒的混合物。
進(jìn)一步地，所述微弧氧化電解液的組分及濃度為：Na2SiO3 7-10g/L，Na2WO4·2H2O4-6g/L，KOH 1-3g/L以及EDTA-2Na 2-3g/L，微弧氧化電解液溶劑為去離子水。
進(jìn)一步地，所述微弧氧化電參數(shù)為：正向電壓400-450V，負(fù)向電壓100-150V，頻率400-1000Hz，正負(fù)向占空比18-22％，正負(fù)向脈沖比1:1。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于大連海事大學(xué)，未經(jīng)大連海事大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202010161878.9/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
