[發明專利]一種用于發動機軸瓦的自潤滑耐磨涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 202110484494.5
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113308690A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 袁建輝
• 申請（專利權）人: 蘇州朋眾新材料科技有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 蘇州佳博知識產權代理事務所(普通合伙) 32342
• 代理人: 唐毅

本發明公開了一種用于發動機軸瓦的自潤滑耐磨涂層，所述自潤滑耐磨涂層由復合粉體制備而成，復合粉體包括TiC粉末、NiCr粉末和功能粉末，所述NiCr粉末的質量百分含量為15～25wt％，所述TiC粉末的質量百分含量為55～65wt％，所述功能粉末包括納米Cu粉末、WS2粉末，所述功能粉末的質量百分含量為10～30wt％，該自潤滑耐磨涂層耐磨性能好，本發明還公開一種用于發動機軸瓦的自潤滑耐磨涂層的制備方法，該方法操作簡單，獲得的涂層與基材結合強度高。

技術領域

本發明涉及涂層防護技術領域，尤其涉及一種用于發動機軸瓦的自潤滑耐磨涂層及其制備方法。

背景技術

發動機軸瓦是滑動軸承和軸頸接觸的部分，形狀為瓦狀的半圓柱面，非常光滑，一般用青銅、合金和鋼背復合銅或鋁等材料制成。軸瓦與軸頸采用間隙配合或間斷性接觸，一般與不隨軸旋轉。傳統的軸瓦是使用電鍍工藝在軸瓦內表面鍍上一層保護層，起到潤滑、耐磨、防腐和美觀等作用，如為滿足發動機軸瓦運行工況，在發動機軸瓦上涂覆一層具有潤滑和耐磨性能的潤滑耐磨涂料。

目前，耐磨涂層的設計是根據潤滑劑的使用溫度來進行合理的選擇，從低溫到高溫分別選用不同的潤滑劑來達到寬溫域內連續潤滑的效果。傳統制備涂層的方法較多，如粉末法、漿料法、氣相沉積、真空噴鍍、浸入法、高溫噴涂法及焊接熔覆等方法。其中熱噴涂是一種應用極為廣泛的涂層制備方法，該方法制備涂層成本較低、制備效率高，但該技術制備的涂層存在一定的孔隙率，且涂層與基體之間為機械嵌合，結合強度不高，在高溫及應力狀態下易發生開裂或剝離，該方法所制備的涂層不宜在高載荷，高速工作的零部件應用。

因此，亟需提供一種用于發動機軸瓦的自潤滑耐磨涂層及其制備方法，以獲得致密的、結合強度高的涂層體系。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有孔隙率、結合強度低的問題，而提出的一種用于發動機軸瓦的自潤滑耐磨涂層及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：一種用于發動機軸瓦的自潤滑耐磨涂層，所述自潤滑耐磨涂層由復合粉體制備而成，復合粉體包括TiC粉末、NiCr粉末和功能粉末，所述NiCr粉末的質量百分含量為15～25wt％，所述TiC粉末的質量百分含量為55～65wt％，所述功能粉末包括納米Cu粉末、WS2粉末，所述功能粉末的質量百分含量為10～30wt％。

所述納米Cu的質量百分含量為5～15wt％；所述WS2的質量百分含量為5～15wt％。

為了實現上述目的，本發明還采用了如下技術方案：一種用于發動機軸瓦的自潤滑耐磨涂層的制備方法，其包括：

步驟S1、獲得混合均勻的復合粉體；

步驟S2、對基體表面進行預處理；

步驟S3、制得復合粉體涂覆物并涂覆在預處理后的基體表面；

步驟S4、利用激光束對步驟S3中所得預置涂層表面進行掃描。

步驟S3具體采用如下方法：將復合粉體用粘結劑調制成糊狀后均勻涂覆在已經預處理后的基材表面，涂覆厚度為2～4mm，在50℃烘干箱中靜置6小時后獲得預置涂層。

所述粘結劑采用二丙酮醇和乙酸纖維素。

步驟S4中所述激光熔覆所采用的參數為：激光功率為1500～3000W，掃描線速度為0.05～0.3m/s，離焦量為30～90mm，惰性氣體氣壓為5～15MPa，氬氣/二氧化碳為5～20。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是：

(1)利用激光熔覆技術激光束能量密度集中，利用率高，且在惰性氣體條件下加工避免了氧化反應的發生，制備出致密度高、與基材結合強度好的自潤滑耐磨涂層，解決了傳統涂層高溫下耐磨性下降的問題。