CN101818317A - 一种具有自修复材料涂层的金属件及其制备方法 - Google Patents
一种具有自修复材料涂层的金属件及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101818317A CN101818317A CN 201010173388 CN201010173388A CN101818317A CN 101818317 A CN101818317 A CN 101818317A CN 201010173388 CN201010173388 CN 201010173388 CN 201010173388 A CN201010173388 A CN 201010173388A CN 101818317 A CN101818317 A CN 101818317A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- self
- coating
- repairing material
- material coating
- repairing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
本发明公开了一种具有自修复材料涂层的金属件及其制备方法，所述的金属件包括加工成型的金属基体和自修复材料涂层，所述的自修复材料涂层是通过喷涂工艺将自修复材料粉体涂敷于金属基体表面上形成的自修复材料涂层，所述的自修复材料涂层的成份与金属件润滑油的成份相同。由于本发明直接采用喷涂工艺，将自修复材料粉体涂敷于加工成型的金属基体的表面上，形成自修复材料涂层，因此不会产生沉淀和分离。由于本发明的自修复材料涂层的成份与金属件润滑油的成份相同，作为一种快速凝固技术用于制备较厚的涂层，厚度通常在数十微米以上甚至达到几个毫米，不改变润滑油的理化性能指标，解决了在自修复添加剂与润滑油的配伍的难题。
Description
技术领域
本发明属于机械零件表面处理技术，特别是一种具有自修复材料涂层的金属件及其制备方法。
背景技术
目前机械零件摩擦磨损的自修复工艺技术已成为表面处理技术的研究热点，该项工艺技术是将自修复材料如羟基硅酸盐为主要添加剂的超细粉体加入润滑油中，在设备运行过程中与铁基体发生化学反应，形成减磨性能优异的金属陶瓷保护层，实现对磨损金属的原位自修复。同时调整自修复材料的组成，不但具有耐磨、补偿磨损和硬修复的作用，而且可获得超润滑特性、良好的减摩作用和软修复的作用；摩擦系数非常低，可以获得比流体油膜润滑低一个数量级的摩擦系数。
但现有方法中，由于使用硅酸盐粉体作为自修复添加剂，存在以下问题：
1、自修复添加剂主要为硅酸盐无机粉体，因制备方法不同，得到1～10μm左右的团聚体，加入润滑油后，容易产生沉淀和分离，影响自修复材料的自修复能力；
2、由于自修复粉体添加剂加入润滑油中，同时改变了润滑油的理化指标，存在自修复添加剂与润滑油的配伍问题；
3、自修复添加剂的修复效果与摩擦副系统有关，不同载荷、温度、速度都对自修复过程有较大的影响。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的是设计一种不产生沉淀分离、不改变润滑油的理化指标、在摩擦偶件表面原位形成自修复保护陶瓷膜层的具有自修复材料涂层的金属件及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种具有自修复材料涂层的金属件，包括加工成型的金属基体和自修复材料涂层，所述的自修复材料涂层是通过喷涂工艺将自修复材料粉体涂敷于金属基体表面上形成的自修复材料涂层，所述的自修复材料涂层的成份与金属件润滑油的成份相同。
本发明所述的自修复材料涂层的厚度一般在0.1～9.9mm。
本发明所述的自修复材料主要组分为羟基硅酸镁或羟基硅酸铝。
一种具有自修复材料涂层的金属件的制备方法，包括以下步骤：
A、制备粉体：将自修复材料经过粉体粉碎成粒度为20～50μm的粉体；
B、喷涂涂层：采用喷涂工艺，将自修复材料粉体涂敷于加工成型的金属基体的表面上，形成自修复材料涂层。
C、对自修复材料涂层的表面进行磨削加工，达到零件所要求的尺寸精度。
本发明所述的喷涂工艺是等离子喷涂工艺或超音速喷涂工艺或火焰喷涂工艺。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、由于本发明直接采用喷涂工艺，将自修复材料粉体涂敷于加工成型的金属基体的表面上，形成自修复材料涂层，因此不会产生沉淀和分离。
2、由于本发明自修复材料涂层的成份与金属件润滑油的成份相同，作为一种快速凝固技术(104～108K/s)用于制备较厚的涂层，厚度通常在数十微米以上甚至达到几个毫米，不改变润滑油的理化性能指标，解决了在自修复添加剂与润滑油的配伍的难题；
3、采用本发明制造的摩擦偶件，即使表面不处理，在摩擦磨损过程中，涂层表面与摩擦偶件的直接接触，自修复材料涂层可以不间断的向偶件表面转移，可以对摩擦损伤部位进行涂层修复，实现机械零部件的再制造。
4、由于本发明的转移膜的形成可以阻止材料表面微凸体与对偶件的直接接触，增大承载面积，使垂直于滑行方向的压应力和接触点处的正交切应力都降低，从而抑制接触区域萌生裂纹，降低材料的磨损率。
5、由于本发明自修复膜层之间的摩擦系数较低，具有自润滑效应，降低了摩擦副之间的摩擦磨损。
6、由于本发明的喷涂涂层中存在一定的孔隙，在摩擦磨损过程中，可以存储一定的润滑油，提高边界润滑条件下的润滑性能。目前，国内外还没有开展热喷涂制备自修复涂层的相关研究。
7、目前金属摩擦磨损自修复技术成为研究热点，喷涂工艺制备自修复材料涂层的应用的研究成为材料、物理、化学、环保领域的一个应用热点。本发明的应用可以为金属摩擦磨损自修复技术在工业大规模应用提供技术支持。
8、目前金属摩擦磨损自修复技术成为研究热点，喷涂工艺制备自修复材料涂层作为材料表面工程技术应用的研究成为材料、物理、化学、环保领域的一个应用热点。本发明的应用可以为金属摩擦副耐磨减摩技术在工业大规模应用提供技术支持。
附图说明
本发明仅有附图1张，其中：
图1是具有自修复材料涂层的金属件结构示意图。
图中，1、金属基体，2、自修复材料涂层。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明进行进一步的说明。如图1所示，一种具有自修复材料涂层的金属件，包括加工成型的金属基体1和自修复材料涂层2，所述的自修复材料涂层2是通过喷涂工艺将自修复材料粉体涂敷于金属基体1表面上形成的自修复材料涂层2，所述的自修复材料涂层2的成份与金属件润滑油的成份相同。所述的自修复材料涂层2的厚度一般在0.1～9.9mm。所述的自修复材料主要组分为羟基硅酸镁或羟基硅酸铝。
一种具有自修复材料涂层的金属件的制备方法，包括以下步骤：
A、制备粉体：将自修复材料经过粉体粉碎成粒度为20～50μm的粉体；
B、喷涂涂层：采用喷涂工艺，将自修复材料粉体涂敷于加工成型的金属基体1的表面上，形成自修复材料涂层。
C、对自修复材料涂层2的表面进行磨削加工，达到零件所要求的尺寸精度。
本发明所述的喷涂工艺是等离子喷涂工艺或超音速喷涂工艺或火焰喷涂工艺。
下面以等离子喷涂为例对本发明进行进一步的说明：
A、制备粉体：自修复材料经过粉体粉碎工艺后筛选，粉体粒度为20～50μm；
B、喷涂涂层的制备：采用等离子喷涂工艺的工艺参数：输入功率15kW，工作电流500A，电弧电压30V，喷涂速率2kg/h，沉积效率大约为60％，喷嘴距工件距离70-90mm，将自修复材料粉体涂敷于金属件表面；
C、涂层的厚度为0.5mm；
D、对涂层表面进行磨削加工，达到零件所要求的尺寸精度。
图1所示为球形金属件，实际金属件可以为任意形状。
Claims (5)
1.一种具有自修复材料涂层的金属件，包括加工成型的金属基体(1)和自修复材料涂层(2)，其特征在于：所述的自修复材料涂层(2)是通过喷涂工艺将自修复材料粉体涂敷于金属基体(1)表面上形成的自修复材料涂层(2)，所述的自修复材料涂层(2)的成份与金属件润滑油的成份相同。
2.根据权利要求1所述的一种具有自修复材料涂层的金属件，其特征在于：所述的自修复材料涂层(2)的厚度一般在0.1～9.9mm。
3.根据权利要求1所述的一种具有自修复材料涂层的金属件，其特征在于：所述的自修复材料主要组分为羟基硅酸镁或羟基硅酸铝。
4.一种具有自修复材料涂层的金属件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、制备粉体：将自修复材料经过粉体粉碎成粒度为20～50μm的粉体；
B、喷涂涂层：采用喷涂工艺，将自修复材料粉体涂敷于加工成型的金属基体(1)的表面上，形成自修复材料涂层；
C、对自修复材料涂层(2)的表面进行磨削加工，达到零件所要求的尺寸精度。
5.根据权利要求4所述的一种具有自修复材料涂层的金属件的制备方法，其特征在于：所述的喷涂工艺是等离子喷涂工艺或超音速喷涂工艺或火焰喷涂工艺。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010173388 CN101818317A (zh) | 2010-05-14 | 2010-05-14 | 一种具有自修复材料涂层的金属件及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010173388 CN101818317A (zh) | 2010-05-14 | 2010-05-14 | 一种具有自修复材料涂层的金属件及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101818317A true CN101818317A (zh) | 2010-09-01 |
Family
ID=42653588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201010173388 Pending CN101818317A (zh) | 2010-05-14 | 2010-05-14 | 一种具有自修复材料涂层的金属件及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101818317A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108117411A (zh) * | 2016-11-26 | 2018-06-05 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 陶瓷透氧膜缺陷的修复方法 |
| CN111763902A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-10-13 | 中国人民解放军陆军装甲兵学院 | 一种粉芯丝材及其制备方法、防腐耐磨复合涂层及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7192993B1 (en) * | 2003-03-04 | 2007-03-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Self-healing coating and microcapsules to make same |
| CN100998975A (zh) * | 2006-12-29 | 2007-07-18 | 大连海事大学 | 在钢铁表面预先形成自修复材料保护膜层的方法及装置 |
| CN100998976A (zh) * | 2006-12-29 | 2007-07-18 | 大连海事大学 | 一种在铝金属表面形成新型复合保护膜层的方法及装置 |
| CN101402895A (zh) * | 2008-09-12 | 2009-04-08 | 大连海事大学 | 一种具有超润滑减摩作用的润滑油添加剂 |
| CN201753365U (zh) * | 2010-05-14 | 2011-03-02 | 大连海事大学 | 一种具有自修复材料涂层的金属件 |
-
2010
- 2010-05-14 CN CN 201010173388 patent/CN101818317A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7192993B1 (en) * | 2003-03-04 | 2007-03-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Self-healing coating and microcapsules to make same |
| CN100998975A (zh) * | 2006-12-29 | 2007-07-18 | 大连海事大学 | 在钢铁表面预先形成自修复材料保护膜层的方法及装置 |
| CN100998976A (zh) * | 2006-12-29 | 2007-07-18 | 大连海事大学 | 一种在铝金属表面形成新型复合保护膜层的方法及装置 |
| CN101402895A (zh) * | 2008-09-12 | 2009-04-08 | 大连海事大学 | 一种具有超润滑减摩作用的润滑油添加剂 |
| CN201753365U (zh) * | 2010-05-14 | 2011-03-02 | 大连海事大学 | 一种具有自修复材料涂层的金属件 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 《新技术新工艺》 20061231 张祥林等 高温固体自润滑涂层的发展 第8页图1，表2 4,5 , 第11期 2 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108117411A (zh) * | 2016-11-26 | 2018-06-05 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 陶瓷透氧膜缺陷的修复方法 |
| CN108117411B (zh) * | 2016-11-26 | 2021-01-22 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 陶瓷透氧膜缺陷的修复方法 |
| CN111763902A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-10-13 | 中国人民解放军陆军装甲兵学院 | 一种粉芯丝材及其制备方法、防腐耐磨复合涂层及其制备方法 |
| CN111763902B (zh) * | 2020-07-13 | 2021-03-16 | 中国人民解放军陆军装甲兵学院 | 一种粉芯丝材及其制备方法、防腐耐磨复合涂层及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sayuti et al. | Investigation on the morphology of the machined surface in end milling of aerospace AL6061-T6 for novel uses of SiO2 nanolubrication system | |
| CN104235186B (zh) | 接头轴承润滑剂系统 | |
| Holmberg et al. | Coatings tribology: properties, mechanisms, techniques and applications in surface engineering | |
| Junior et al. | Evaluation of microstructure, mechanical and tribological properties of a Babbitt alloy deposited by arc and flame spray processes | |
| CN103216530B (zh) | 一种轴瓦 | |
| Xu et al. | Microstructure and tribological behaviors of MoN-Cu nanocomposite coatings sliding against Si3N4 ball under dry and oil-lubricated conditions | |
| Cao et al. | The friction and wear behavior of Cu/Cu-MoS2 self-lubricating coating prepared by electrospark deposition | |
| CN104593712B (zh) | 复合金属合金材料 | |
| Sivandipoor et al. | Synthesis and tribological behaviour of electroless Ni–P-WS2 composite coatings | |
| Rosenkranz et al. | Combining surface textures and MXene coatings—towards enhanced wear-resistance and durability | |
| CN107237821A (zh) | 一种航空发动机轴承的自润滑处理方法 | |
| CN109023365B (zh) | 一种唇型油封旋转轴耐磨减摩复合涂层及其制备方法 | |
| CN104372336A (zh) | 一种WC-TiO2-Mo涂层及其制备方法 | |
| CN109023211A (zh) | 一种液压作动筒耐磨减摩铁黄铜涂层及其制备方法 | |
| CN103161951A (zh) | 一种耐磨油缸及其加工方法 | |
| CN201753365U (zh) | 一种具有自修复材料涂层的金属件 | |
| CN102277018A (zh) | 一种高温自润滑耐磨粉末涂料 | |
| Liu et al. | Preparation and properties of Ni-P/Bi self-lubricating composite coating on copper alloys | |
| CN101818317A (zh) | 一种具有自修复材料涂层的金属件及其制备方法 | |
| CN101398122B (zh) | 一种铁铬硼硅/FeS复合固体润滑薄膜及其制备方法 | |
| CN108251803A (zh) | TiB2自润滑涂层及其制备方法和耐磨构件 | |
| JP6249533B2 (ja) | ナノ複合固体潤滑被膜 | |
| Wang et al. | State-of-the-art on minimum quantity lubrication in green machining | |
| Wu et al. | Effect of Cu content on the wear resistant behavior of arc-sprayed laminated-structured Cu–TiN/TiO2 composite coating | |
| CN105419907B (zh) | 自修复溶液、其制备及使用方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20100901 |