CN106544078A - 一种减磨材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种减磨材料的制备方法，属于减磨材料制备技术领域。本发明将核桃壳粉碎后加入椰子油浸泡，增加核桃壳粉末润滑性，表面进行炭化改性后增强内部微孔结构，得改性核桃壳粉末，再取铝镁水滑石与改性核桃壳粉末混合后作为载体，利用二水合氯化铜的还原反应，形成铜单质吸附于载体中制得减磨材料。本发明制备步骤简单，利用形成单质铜在改性核桃壳粉末与铝镁水滑石中制备得到的减磨材料，不仅具体良好的减磨效果，而且可以增强材料的尺寸稳定性，有效解决了韧性较差，冲击强度较低问题。

Description

一种减磨材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种减磨材料的制备方法，属于减磨材料制备技术领域。
背景技术
减磨材料用粉末冶金方法制造的、具有低摩擦系数和高耐磨性能的金属材料或金属和非金属的复合材料。这种材料具有良好的自润滑性能，因而应用范围比一般铸造金属或塑料减摩材料广泛，能在缺油甚至无油润滑的干摩擦条件下，或在高速、高载荷、高温、高真空等极限润滑条件下工作。粉末冶金减摩材料通常是以金属或合金为基体，基体能保证减摩零件的强度，以便承受使用条件下外力对接触表面以及轴承整体的载荷。可通过外加硬质相或从内部形成新的硬质相的方式强化基体并提高材料的耐磨性。均匀分布在基体孔隙中的润滑油或固体润滑相能起到减摩作用，它们在轴承和转轴之间形成稳定而连续的油膜或固体润滑膜，而使摩擦系数大大降低。这种由材料内部提供润滑源的方式称为“自润滑”。其作用是使含油轴承在有限外供油的条件下和固体润滑减摩材料在干摩擦条件下仍能正常工作。减磨材料可以分为金属减磨材料和非金属减磨材料。常用的金属减磨材料有：耐磨铸铁、耐磨钢及有色合金。非金属减磨材料根据基体的不同又可分为陶瓷减磨材料和高分子基减磨复合材料。目前减磨材料还存在硬度较低，耐热性差；耐湿性低，尺寸稳定性差；韧性较差，冲击强度较低，玻璃化温度低问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对减磨材料尺寸稳定性差，韧性较差，冲击强度较低的弊端，提供了一种将核桃壳粉碎后加入椰子油浸泡，增加核桃壳粉末润滑性，表面进行炭化改性后增强内部微孔结构，得改性核桃壳粉末，再取铝镁水滑石与改性核桃壳粉末混合后作为载体，利用二水合氯化铜的还原反应，形成铜单质吸附于载体中制得减磨材料。本发明制备步骤简单，利用形成单质铜在改性核桃壳粉末与铝镁水滑石中制备得到的减磨材料，不仅具体良好的减磨效果，而且可以增强材料的尺寸稳定性，有效解决了韧性较差，冲击强度较低问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
（1）称取100～150g核桃壳放入球磨机中，球磨后过200～220目筛，得核桃壳粉末，将核桃壳粉末按质量比1:8与椰子油混合，搅拌15～25min后，浸泡8～10h，浸泡后抽滤得滤渣，将滤渣放入真空烘箱中，在60～70℃温度下干燥8～10h，得干燥物，将其放入管式气氛炉中，在氮气保护下，以10～12℃/min速率升温至700～800℃，热处理30～50min后，冷却出料，得改性核桃粉末，备用；
（2）称取1～3g十六烷基三甲基溴化铵，加入120～140mL去离子水中，搅拌至固体完全溶解后，再加入10～12g水合肼，在30～40℃温度下搅拌混合1～2h后，得溶液1，备用；
（3）分别称取30～40g铝镁水滑石和5～10g步骤（1）备用的改性核桃粉末，加入到500～600mL去离子水中，超声分散5～10min后，再加入5～10g十六烷基三甲基溴化铵，搅拌混合10～20min，得混合液；
（4）向上述混合液中加入5～7g二水合氯化铜，搅拌混合20～40min后，用质量分数20%氨水调节pH值为9.0～10.0，调节后加入步骤（2）备用的溶液1，搅拌反应2～3h后，抽滤得滤渣，将其放入烘箱中，在60～70℃温度下干燥6～8h，得干燥物，即减磨材料。
本发明制得的减磨材料邵氏硬度为95～97H，拉伸强度为50～60MPa，冲击强度为9.86～12.56kJ/m2，撕裂强度为38～42kN·m-1，磨损量为26～32mg，摩擦系数为0.28～0.32。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明减磨材料尺寸稳定性好，韧性强，冲击强度高；
（2）本发明减磨材料同时也起到了节能、环保、增速、抗极压磨损和抗氧化作用。
具体实施方式
首先称取100～150g核桃壳放入球磨机中，球磨后过200～220目筛，得核桃壳粉末，将核桃壳粉末按质量比1:8与椰子油混合，搅拌15～25min后，浸泡8～10h，浸泡后抽滤得滤渣，将滤渣放入真空烘箱中，在60～70℃温度下干燥8～10h，得干燥物，将其放入管式气氛炉中，在氮气保护下，以10～12℃/min速率升温至700～800℃，热处理30～50min后，冷却出料，得改性核桃粉末，备用；然后称取1～3g十六烷基三甲基溴化铵，加入120～140mL去离子水中，搅拌至固体完全溶解后，再加入10～12g水合肼，在30～40℃温度下搅拌混合1～2h后，得溶液1，备用；再分别称取30～40g铝镁水滑石和5～10g备用的改性核桃粉末，加入到500～600mL去离子水中，超声分散5～10min后，再加入5～10g十六烷基三甲基溴化铵，搅拌混合10～20min，得混合液；向上述混合液中加入5～7g二水合氯化铜，搅拌混合20～40min后，用质量分数20%氨水调节pH值为9.0～10.0，调节后加入备用的溶液1，搅拌反应2～3h后，抽滤得滤渣，将其放入烘箱中，在60～70℃温度下干燥6～8h，得干燥物，即减磨材料。
实例1
首先称取100g核桃壳放入球磨机中，球磨后过200目筛，得核桃壳粉末，将核桃壳粉末按质量比1:8与椰子油混合，搅拌15min后，浸泡8h，浸泡后抽滤得滤渣，将滤渣放入真空烘箱中，在60℃温度下干燥8h，得干燥物，将其放入管式气氛炉中，在氮气保护下，以10℃/min速率升温至700℃，热处理30min后，冷却出料，得改性核桃粉末，备用；然后称取1g十六烷基三甲基溴化铵，加入120mL去离子水中，搅拌至固体完全溶解后，再加入10g水合肼，在30℃温度下搅拌混合1h后，得溶液1，备用；再分别称取30g铝镁水滑石和5g备用的改性核桃粉末，加入到500mL去离子水中，超声分散5min后，再加入5g十六烷基三甲基溴化铵，搅拌混合10min，得混合液；向上述混合液中加入5g二水合氯化铜，搅拌混合20min后，用质量分数20%氨水调节pH值为9.0，调节后加入备用的溶液1，搅拌反应2h后，抽滤得滤渣，将其放入烘箱中，在60℃温度下干燥6h，得干燥物，即减磨材料。本发明减磨材料尺寸稳定性好，韧性强，冲击强度高；利用改性核桃壳粉末与铝镁水滑石混合形成插层，增强材料的尺寸稳定性，再加入二水合氯化铜还原制得减磨材料，提高材料韧性和冲击强度；制得的减磨材料邵氏硬度为95H，拉伸强度为50MPa，冲击强度为9.86kJ/m2，撕裂强度为38kN·m-1，在85℃水中可耐72h，磨损量为26mg，摩擦系数为0.28。
实例2
首先称取125g核桃壳放入球磨机中，球磨后过210目筛，得核桃壳粉末，将核桃壳粉末按质量比1:8与椰子油混合，搅拌20min后，浸泡9h，浸泡后抽滤得滤渣，将滤渣放入真空烘箱中，在65℃温度下干燥9h，得干燥物，将其放入管式气氛炉中，在氮气保护下，以11℃/min速率升温至750℃，热处理40min后，冷却出料，得改性核桃粉末，备用；然后称取2g十六烷基三甲基溴化铵，加入130mL去离子水中，搅拌至固体完全溶解后，再加入11g水合肼，在35℃温度下搅拌混合2h后，得溶液1，备用；再分别称取35g铝镁水滑石和8g备用的改性核桃粉末，加入到550mL去离子水中，超声分散8min后，再加入8g十六烷基三甲基溴化铵，搅拌混合15min，得混合液；向上述混合液中加入6g二水合氯化铜，搅拌混合30min后，用质量分数20%氨水调节pH值为9.5，调节后加入备用的溶液1，搅拌反应3h后，抽滤得滤渣，将其放入烘箱中，在65℃温度下干燥7h，得干燥物，即减磨材料。本发明减磨材料尺寸稳定性好，韧性强，冲击强度高；利用改性核桃壳粉末与铝镁水滑石混合形成插层，增强材料的尺寸稳定性，再加入二水合氯化铜还原制得减磨材料，提高材料韧性和冲击强度；制得的减磨材料邵氏硬度为96H，拉伸强度为55MPa，冲击强度为11.21kJ/m2，撕裂强度为40kN·m-1，在88℃水中可耐73h，磨损量为29mg，摩擦系数为0.30。
实例3
首先称取150g核桃壳放入球磨机中，球磨后过220目筛，得核桃壳粉末，将核桃壳粉末按质量比1:8与椰子油混合，搅拌25min后，浸泡10h，浸泡后抽滤得滤渣，将滤渣放入真空烘箱中，在70℃温度下干燥10h，得干燥物，将其放入管式气氛炉中，在氮气保护下，以12℃/min速率升温至800℃，热处理50min后，冷却出料，得改性核桃粉末，备用；然后称取3g十六烷基三甲基溴化铵，加入140mL去离子水中，搅拌至固体完全溶解后，再加入12g水合肼，在40℃温度下搅拌混合2h后，得溶液1，备用；再分别称取40g铝镁水滑石和10g备用的改性核桃粉末，加入到600mL去离子水中，超声分散10min后，再加入10g十六烷基三甲基溴化铵，搅拌混合20min，得混合液；向上述混合液中加入7g二水合氯化铜，搅拌混合40min后，用质量分数20%氨水调节pH值为10.0，调节后加入备用的溶液1，搅拌反应3h后，抽滤得滤渣，将其放入烘箱中，在70℃温度下干燥8h，得干燥物，即减磨材料。本发明减磨材料尺寸稳定性好，韧性强，冲击强度高；利用改性核桃壳粉末与铝镁水滑石混合形成插层，增强材料的尺寸稳定性，再加入二水合氯化铜还原制得减磨材料，提高材料韧性和冲击强度；制得的减磨材料邵氏硬度为97H，拉伸强度为60MPa，冲击强度为12.56kJ/m2，撕裂强度为42kN·m-1，在90℃水中可耐74h，磨损量为32mg，摩擦系数为0.32。

Claims (1)

1.一种减磨材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取100～150g核桃壳放入球磨机中，球磨后过200～220目筛，得核桃壳粉末，将核桃壳粉末按质量比1:8与椰子油混合，搅拌15～25min后，浸泡8～10h，浸泡后抽滤得滤渣，将滤渣放入真空烘箱中，在60～70℃温度下干燥8～10h，得干燥物，将其放入管式气氛炉中，在氮气保护下，以10～12℃/min速率升温至700～800℃，热处理30～50min后，冷却出料，得改性核桃粉末，备用；
（2）称取1～3g十六烷基三甲基溴化铵，加入120～140mL去离子水中，搅拌至固体完全溶解后，再加入10～12g水合肼，在30～40℃温度下搅拌混合1～2h后，得溶液1，备用；
（3）分别称取30～40g铝镁水滑石和5～10g步骤（1）备用的改性核桃粉末，加入到500～600mL去离子水中，超声分散5～10min后，再加入5～10g十六烷基三甲基溴化铵，搅拌混合10～20min，得混合液；
（4）向上述混合液中加入5～7g二水合氯化铜，搅拌混合20～40min后，用质量分数20%氨水调节pH值为9.0～10.0，调节后加入步骤（2）备用的溶液1，搅拌反应2～3h后，抽滤得滤渣，将其放入烘箱中，在60～70℃温度下干燥6～8h，得干燥物，即减磨材料。
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