[發明專利]一種具有減摩抗磨性能的固體潤滑涂層及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202210561423.5
• 申請日: 2022-05-23
• 公開（公告）號: CN115261100B
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 王道愛;杜長合;于童童;周峰;劉維民
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所;青島市資源化學與新材料研究中心
• 主分類號: C10M137/04
• 分類號: C10M137/04;C10M129/76;C10M129/36;C10N50/02;C10N30/06;C10N30/12
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 申素霞

本發明提供了一種具有減摩抗磨性能的固體潤滑涂層及其制備方法和應用，屬于固體潤滑技術領域。本發明利用天然有機酸溶液對金屬表面進行原位化學修飾改性，天然有機酸與金屬發生絡合反應，生成有機酸金屬絡合薄膜，減小金屬摩擦副之間的接觸面積，并且在摩擦過程中容易在金屬表面生成轉移膜，從而提高減摩抗磨性能，因此本發明所制備的固體潤滑涂層具有優異的減摩抗磨性能。與金屬之間干摩擦相比，該固體潤滑涂層的摩擦系數降低8～20倍，磨損率降低3～20倍。

技術領域

本發明涉及固體潤滑技術領域，尤其涉及一種具有減摩抗磨性能的固體潤滑涂層及其制備方法和應用。

背景技術

在工業生產和日常生活中，摩擦和磨損造成了大量的能源消耗和經濟損失。而潤滑則是一種有效解決上述問題的重要技術方法，常見的潤滑材料可以分為液體潤滑劑和固體潤滑劑。其中，固體潤滑劑主要包括層狀結構物質 (石墨、二硫化鉬等)、高分子聚合物(聚四氟乙烯、聚酰亞胺等)或軟金屬(金、銀、銅、鉛、鋅等)。這些固體潤滑材料在高低溫、強輻射、高真空等特殊工況下具有優良的摩擦性能，還可以在不能使用液體潤滑劑的環境下使用，已經廣泛應用于航天航空等領域中。

但是，上述固體潤滑劑在實際應用中也存在著一些缺點。例如，二硫化鉬的耐濕性能較差，在濕度較大的環境中容易發生潮解、氧化等，從而使其摩擦性能大大下降，這限制了二硫化鉬材料在大氣環境下的使用。目前，固體潤滑涂層的制備方法主要有物理氣相沉積、磁控濺射、噴涂、刷涂或粘結等，但是上述方法所制備的固體潤滑涂層減摩抗磨性能仍需提高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有減摩抗磨性能的固體潤滑涂層及其制備方法和應用，所制備的固體潤滑涂層具有優異的減摩抗磨性能。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種固體潤滑涂層的制備方法，包括以下步驟：

將天然有機酸分散液涂覆于金屬基底表面，進行絡合反應，得到固體潤滑涂層；

所述天然有機酸分散液的質量濃度為20～80％；所述絡合反應的時間為 5～30min。

優選的，所述天然有機酸分散液中天然有機酸包括指植酸、單寧酸、檸檬酸、草酸、酒石酸和水楊酸中的至少一種。

優選的，所述天然有機酸分散液所用分散劑為水或乙醇。

優選的，所述金屬基底包括銅、GCr15軸承鋼、304不銹鋼、鈦、鋁、鎂、鋅、鉻和鎳中的至少一種。

優選的，所述天然有機酸分散液的質量濃度為30～70％。

優選的，所述絡合反應的時間為10～25min。

優選的，完成所述絡合反應后，將所得金屬材料表面的天然有機酸分散液去除，依次進行洗滌和干燥后，得到固體潤滑涂層。

優選的，所述固體潤滑涂層的厚度為50～200μm。

本發明提供了上述技術方案所述制備方法制備得到的固體潤滑涂層。

本發明提供了上述技術方案所述固體潤滑涂層在工業、交通運輸、生物醫療或航空航天領域中的應用。