CN110315066A - 一种NiMoW基滑板润滑自调控材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种NiMoW基滑板润滑自调控材料及其制备方法，包括基体材料NiMoW、固体润滑相PdAgAuPt‑MoCr、润滑调控剂LiMgAgPb‑SiC，采用真空气雾化设备制备NiMoW基滑板体球形粉末，制备PdAgAuPt‑MoCr球状结构固体润滑相粉末，制备LiMgAgPb‑SiC球形结构润滑调控剂粉末，激光熔融沉积折线式孔道结构NiMoW‑PdAgAuPt‑MoCr，采用真空压力熔渗技术将LiMgAgPb‑SiC球形粉末填充于折线式孔道结构中，材料组织结构致密，纯度高，机械物理化学性能优异，可用于制备极端服役工况下滑板制备，且在实现良好摩擦学性能的同时也表现出优异的自调控功能。

Description

一种NiMoW基滑板润滑自调控材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种NiMoW基滑板润滑自调控材料及制备方法，属于自润滑材料技术领域。
背景技术
随着现代工业和科技发展，越来越多机械零部件需要面临超高温高压、多尘等一系列极端工况条件【刘如铁, 李溪滨, 程时和. 金属基固体自润滑材料的研究概况[J].粉末冶金工业, 2001, 11(3):51-56】。机械零部件在工作过程中，互相接触部位总是处于承受载荷和遭受磨损的状态，这将直接影响滑板的工作性能、工作质量、机械效率和使用寿命【杨威锋. 固体自润滑材料及其研究趋势[J]. 润滑与密封, 2007, 32(12):118-120】。本发明涉及一种NiMoW基滑板润滑自调控材料及其制备方法。本发明制备的NiMoW基滑板自润滑材料结构致密、强度高、韧性好、抗腐蚀性能优异和抗疲劳强度高，在极端工况下如高温、高载、强辐射等仍具有良好的工作性能，可用于汽车工业、航空航天、能源冶金等滑板零部件制备【柳红豆, 杨爱民, 刘峰. 自润滑材料的研究现状[J]. 热加工工艺, 2018(2):5-10】。本发明是制备折线式孔道结构NiMoW-PdAgAuPt-MoCr自润滑复合材料，并利用真空-压力熔渗的方法将LiMgAgPb-SiC填充于折线式孔道结构中，对NiMoW基滑板润滑性能实施调控，使其摩擦学性能不随工况变化而改变。NiMoW基滑板固体自润滑复合材料制备周期短，易于操作和控制等，这对于提高NiMoW基滑板在极端工况下的摩擦学性能具有巨大的发展潜力和科学应用价值。
发明内容
本发明是为了解决现有技术的不足而提供的一种NiMoW基滑板润滑自调控材料，制备周期短、过程简单、易于操作与控制，材料性能优异，摩擦学性能优异等。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为:一种NiMoW基滑板润滑自调控材料，包括基体材料NiMoW、固体润滑相PdAgAuPt-MoCr、润滑调控剂LiMgAgPb-SiC。本发明是利用PdAgAuPt-MoCr固体润滑相提高NiMoW基滑板复合材料摩擦学性能，利用LiMgAgPb-SiC调控PdAgAuPt-MoCr-NiMoW自润滑复合材料润滑行为。
基体原材料选用的是Ni、Mo、W单质粉末，固体润滑相原材料选用的是Pd、Ag、Au、Pt单质粉末和MoCr颗粒，润滑调控剂原材料是Li、Mg、Ag、Pb单质粉末和SiC颗粒，各单质粉末粒径为55-75μm，颗粒MoCr直径为700nm-300μm，颗粒SiC直径为600nm-200μm，粉末纯度为98.5%-99.9%。
在真空或惰性气体保护下，采用真空气雾化技术将混合均匀的Ni、Mo、W单质粉末制备成NiMoW球形粉末，充当基体材料原始粉末。将PdAgAuPt-MoCr混合均匀配料复合成PdAgAuPt-MoCr球形粉末，将LiMgAgPb-SiC原始配料制备成LiMgAgPb-SiC球形粉末。以NiMoW与PdAgAuPt-MoCr球形粉末为原料，金属激光烧结折线式孔道结构NiMoW-PdAgAuPt-MoCr自润滑复合材料。制备出的折线式孔道结构具有分布规则，孔径尺寸小且分布均匀，孔尺寸间距合理，材料组织结构致密，机械物理性能稳定等优点。真空压力熔渗润滑调控剂PdAgAuPt-MoCr球形粉末填充于折线式孔道结构，得到一种以NiMoW为基体以PdAgAuPt-MoCr为固体润滑相以LiMgAgPb-SiC为调控剂的固体自润滑复合材料。
基体NiMoW与固体润滑相PdAgAuPt-MoCr质量比(wt.%)为1:(0.3-0.8)，基体NiMoW各元素原子比(at.%)为(70-90):15:(10-15)。在固体润滑相中，PbAgAuPt与MoCr质量比(wt.%)为1:(0.2-0.4)，PbAgAuPt各元素质量比(wt.%)为45:30:20:(5-9)，MoCr各元素原子比(at.%)为1:(2-4)。在调控剂中LiMgAgPb与SiC质量比(wt.%)为1:(2-3.5)，LiMgAgPb各元素原子比(at.%)为(0.3-0.7):1:2:(3-5)，SiC各元素原子比(at.%)为2:(4-7)，基体NiMoW与调控剂LiMgAgPb-SiC质量比(wt.%)为1:(0.3-0.6)。
以PdAgAuPt-MoCr为润滑相NiMoW基滑板润滑自调控材料，其制备过程如下:
1)材料准备:按权利要求4给出的材料配比，称取基体材料(Ni、Mo、W粉末)、固体润滑相(Pd、Ag、Au、Pt和MoCr粉末)与润滑调控剂(Li、Mg、Ag、Pb和SiC粉末)后，利用气动式真空振动混料机对基体等配料进行充分混合，振动频率为75-85Hz，振动力为13000-15000N，振动时间40-55min，气流量120-135m3/h，真空度为3.5-4.3×10-2Pa。
2)材料制备:采用真空气雾化技术将均匀混合的Ni、Mo与W粉末制备成NiMoW基体球形粉末。将Pd、Ag、Au、Pt和MoCr粉末制备成PdAgAuPt-MoCr球状结构固体润滑相粉末，将Li、Mg、Ag、Pb和SiC粉复合LiMgAgPb-SiC球形结构润滑调控剂粉末。以NiMoW与PdAgAuPt-MoCr球形粉末作为原始配料，激光熔融沉积折线式孔道结构NiMoW-PdAgAuPt-MoCr自润滑复合材料。采用真空压力熔渗技术将LiMgAgPb-SiC球形粉末填充于折线式孔道结构中，填充率为97.5-98.6%，得到一种NiMoW基滑板润滑自调控材料。
步骤1)中基体元素Ni、Mo、W，固体润滑相元素Pd、Ag、Au、Pt和调控剂元素Li、Mg、Ag、Pb粉末粒径为55-150μm；步骤2)中真空气雾化熔炼温度为1100-1300℃NiMoW基体、PdAgAuPt-MoCr固体润滑相750-850℃与LiMgAgPb-SiC调控剂650-750℃，气体流量为720-810m3/h，保护气体为氩气，压力为11-12.5MPa，冷却液为UP水，UP水流量为17-21.5m3/h，真空度为4.0-5.3×10-2Pa，红外测温，真空气雾化NiMoW与PdAgAuPt-MoCr球形粉末。
所述激光烧结基体材料功率为250-280W，线扫描速度920-960mm/s，层厚20-27μm，送粉率为7.5-11g/min，填充间距为0.06-0.08μm。润滑相烧结功率为200-220W，线扫描速度为910-970mm/s，层厚为25-29μm，送粉率为6.5-8.5g/min，填充间距为0.06-0.08μm。制备出的NiMoW-PdAgAuPt-MoCr自润滑复合材料折线式孔道直径为550-800μm，孔道间距为600-850μm，孔道振幅为6.5-9.5mm，孔道结构分布周期为90-180o。
步骤2)中所述的真空压力熔渗调控剂LiMgAgPb-SiC与NiMoW-PdAgAuPt-MoCr折线式孔道结构所使用熔渗温度为680-750℃，加热功率为75-85kW，真空度为0.75-0.92Pa，氩气提供压力，压力值为0.75-0.85Mpa。
与现有技术相比，本发明优点是：
1、本发明采用真空气雾化技术制备PdAgAuPt-MoCr润滑相、LiMgAgPb-SiC调控剂与NiMoW基体球形结构粉末，纯度高、成分均匀、氧含量低、粉末粒度小，尺寸分布窄等优点。
2、本发明利用球形粉末NiMoW与PdAgAuPt-MoCr通过金属激光烧结技术制备的折线式孔道结构排列规则、贯通性好、孔径尺寸小且分布均匀、孔间距合理、材料组织结构致密、机械物理性能稳定。
3、真空-压力熔渗LiMgAgPb-SiC于折线式孔道结构中，摩擦磨损性能稳定，润滑性能调控好，且能实现高温、高压、放射性、高真空以及油脂等不能满足润滑等工况下使NiMoW基滑板仍具有良好的润滑性能。
4、调控剂LiMgAgPb-SiC在微孔结构中填充率高，润滑性能好，能与固体润滑剂PdAgAuPt-MoCr实现优异的协同润滑与良好的调控，在使NiMoW基滑板材料具有优异润滑的同时，且能对摩擦磨损性能实现有效调控。
附图说明
图1是一种NiMoW基滑板润滑自调控材料制备工艺流程图。
图2是实施例1制备的固体润滑相PdAgAuPt-MoCr球形粉末电镜形貌图。
图3是实施例1所制备的折线式孔结构。
图4是实施例1NiMoW-PdAgAuPt-MoCr折线式孔结构中调控剂LiMgAgPb-SiC填充形貌。
图5是实施例2一种NiMoW基滑板润滑自调控材料的断面微观组织结构图。
图6为实施例2一种NiMoW基滑板润滑自调控材料的磨痕3D微观形貌图。
图7（a）为实施例2一种NiMoW基滑板润滑自调控材料的磨痕表面3D纹理结构图。
图7（b）为实施例2一种NiMoW基滑板润滑自调控材料的磨痕表面3D纹理结构图。
图8为实施例1、2、3制备一种NiMoW基滑板润滑自调控材料摩擦系数。
图9为实施例1、2、3制备一种NiMoW基滑板润滑自调控材料磨损率柱状图。
图10是实施例3一种NiMoW基滑板润滑自调控材料的400倍磨痕电子探针形貌图。
图11是实施例3制备的一种NiMoW基滑板润滑自调控材料1000倍磨痕场发射扫描电镜图。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
一种NiMoW基滑板润滑自调控材料，基体NiMoW与固体润滑相PdAgAuPt-MoCr质量比(wt.%)为1:0.3，NiMoW各元素原子比(at.%)为70:15:10。在固体润滑相中，PbAgAuPt与MoCr质量比(wt.%)为1:0.2，PbAgAuPt各元素质量比为45:30:20:5，MoCr各元素原子比(at.%)为1:2。LiMgAgPb与SiC质量比(wt.%)为1:2，LiMgAgPb元素Li:Mg:Ag:Pb原子比(at.%)为0.3:1:2:3，SiC各元素原子比(at.%)为2:4，基体NiMoW与调控剂LiMgAgPb-SiC质量比(wt.%)为1:0.3。
1)材料准备:按照上述比例称取基体材料Ni、Mo、W粉末、固体润滑相Pd、Ag、Au、Pt和MoCr粉末与调控剂Li、Mg、Ag、Pb和SiC粉末粉末后，利用气动式真空振动混料机进行均匀混料，振动频率为75Hz，振动力为13000N，振动时间为40min，气流量120m3/h，真空度为3.5×10-2Pa。
2)材料制备:采用真空气雾化技术将Ni、Mo与W混合均匀粉末制备NiMoW球形粉末；将Pd、Ag、Au、Pt和MoCr粉制备成PdAgAuPt-MoCr球状结构固体润滑相；将Li、Mg、Ag、Pb和SiC粉制备成LiMgAgPb-SiC球状结构调控剂。图2是实施例1制备的固体润滑相PdAgAuPt-MoCr球形粉末微观形貌电镜图。以NiMoW与PdAgAuPt-MoCr为原始粉末，激光熔融沉积具有折线式孔道结构的NiMoW-PdAgAuPt-MoCr自润滑复合材料。图3是实施例1所制备的折线式孔道结构。真空压力熔渗LiMgAgPb-SiC于折线式孔道中，填充率为97.5%，得到一种NiMoW基滑板润滑自调控材料。图4是实施例1NiMoW-PdAgAuPt-MoCr折线式孔结构中调控剂LiMgAgPb-SiC填充形貌。
一种NiMoW基滑板润滑自调控材料，基体Ni、Mo、W，固体润滑相Pd、Ag、Au、Pt和调控剂Li、Mg、Ag、Pb粉末等粉末粒径为55μm。真空气雾化熔炼温度为1100℃NiMoW基滑板体、750℃PdAgAuPt-MoCr润滑相与650℃ LiMgAgPb-SiC润滑调控剂，气体流量为720m3/h，保护气体为氩气，氩气压力为11MPa，冷却液为UP水，UP水流量为17m3/h，真空度为4.0×10-2Pa，在以上条件下制备出的NiMoW与PdAgAuPt-MoCr球形粉末，制备过程红外测温。激光烧结基体功率为250W，线扫描速度为920mm/s，层厚为20μm，送粉率为7.5g/min，填充间距为0.06μm。固体润滑相烧结功率为200W，线扫描速度为910mm/s，层厚为25μm，送粉率为6.5g/min，填充间距为0.06μm。NiMoW-PdAgAuPt-MoCr自润滑复合材料折线式孔道结构直径为550μm，孔道间距为600μm，振幅为6.5mm，分布周期为90o。真空压力熔渗温度为680℃，加热功率为75kW，真空度为0.75Pa，氩气提供压力，压力值为0.75Mpa。
经HVS-1000型显微硬度仪测量，本实施例所制备的一种NiMoW基滑板润滑自调控材料密度为4.65g/cm3，硬度4.95GPa。在载荷为25N，滑移速度为1.65m/s，摩擦半径为4.5mm，相对湿度为55.5%，摩擦环境温度为250℃下执行摩擦测试。图8为实施例1所制备得一种以PdAgAuPt-MoCr为润滑相以LiMgAgPb-SiC为调控剂NiMoW基滑板复合材料摩擦系数曲线图。图9为实施例1所制备得一种以PdAgAuPt-MoCr为固体润滑相以LiMgAgPb-SiC为调控剂NiMoW基滑板复合材料磨损率柱状图。由图8与图9所示可知，NiMoW基滑板自润滑复合材料的摩擦系数为0.28，磨损率为2.79×10-6mm3/Nm。小的摩擦系数与低的磨损率表明一种NiMoW基滑板润滑自调控材料润滑性能得以显著提高。
实施例2
一种NiMoW基滑板润滑自调控材料，基体NiMoW与固体润滑相PdAgAuPt-MoCr质量比(wt.%)为1:0.4，NiMoW各元素原子比(at.%)为80:15:13。在固体润滑相中，PbAgAuPt与MoCr质量比(wt.%)为1:0.3，PbAgAuPt各元素质量比为45:30:20:7，MoCr各元素原子比(at.%)为1:3。LiMgAgPb与SiC质量比(wt.%)为1:3，LiMgAgPb原子比(at.%)为0.4:1:2:5，SiC元素原子比(at.%)为2:3，基体NiMoW与调控剂LiMgAgPb-SiC质量比(wt.%)为1:0.5。
1)材料准备:按照上述比例称取基体材料Ni、Mo、W粉末、固体润滑相Pd、Ag、Au、Pt和MoCr粉末与润滑调控剂Li、Mg、Ag、Pb和SiC粉末等原始粉末后，利用气动式真空振动混料机对粉末配料充分混合，振动频率为80Hz振动力为14000N，振动时间为45min，气流量125m3/h，真空度为3.9×10-2Pa。
2)材料制备:采用真空气雾化技术将均匀混合的Ni、Mo与W粉末制备成NiMoW球形粉末。将Pd、Ag、Au、Pt和MoCr粉制备成PdAgAuPt-MoCr固体润滑相球状粉末，将Li、Mg、Ag、Pb和SiC粉制备成LiMgAgPb-SiC调控剂球状粉末。以NiMoW与PdAgAuPt-MoCr球形粉为原料，激光熔融沉积具有折线式孔道结构的NiMoW-PdAgAuPt-MoCr自润滑复合材料。图5是实施例2一种以PdAgAuPt-MoCr为润滑相以LiMgAgPb-SiC为调控剂的NiMoW基滑板自润滑复合材料断面微观组织结构图。真空压力熔渗球形粉末LiMgAgPb-SiC于折线孔中，填充率为98.1%，得到一种NiMoW基滑板润滑自调控材料。
一种NiMoW基滑板润滑自调控材料，基体Ni、Mo、W，固体润滑相Pd、Ag、Au、Pt和调控剂Li、Mg、Ag、Pb粉末等粉末粒径为95μm。真空气雾化熔炼温度为1200℃(NiMoW基体材料)、800℃(PdAgAuPt-MoCr固体润滑相)与700℃ (LiMgAgPb-SiC润滑调控剂)，气体流量为750m3/h，保护气体氩气，值为12.1MPa，冷却液为UP水，UP水流量为19.5m3/h，真空度为4.5×10-2Pa条件下，制备出NiMoW与PdAgAuPt-MoCr球形粉末，红外测温。激光烧结基体功率为275W,线扫描速度为945mm/s，层厚为24μm，送粉率为8.2g/min，填充间距为0.07μm。固体润滑相烧结功率为215W，线扫描速度为935mm/s，层厚为27.5μm，送粉率为7.25g/min，填充间距为0.072μm。NiMoW-PdAgAuPt-MoCr自润滑复合材料折线式孔道结构直径为670μm，孔道间距为730μm，孔道振幅为7.5mm，孔道分布周期为90o。真空压力熔渗温度为720℃，加热功率为81kW，真空度为0.84Pa，氩气提供压力，压力值为0.81Mpa。
经HVS-1000型显微硬度仪测试，本实施例所制备的一种以PdAgAuPt-MoCr为固体润滑相、LiMgAgPb-SiC为调控剂、NiMoW为基体的固体自润滑复合材料的密度为4.58g/cm3，硬度为5.05GPa。在载荷为22N，滑移速度为2.5m/s，摩擦半径为3.5mm，对磨副为轴承钢，湿度为45.7%，摩擦环境温度为250℃条件下执行摩擦实验。图6所示为实施例2一种以PdAgAuPt-MoCr为润滑相以LiMgAgPb-SiC为调控剂的NiMoW基滑板自润滑复合材料的磨痕3D微观形貌图。图7为实施例2一种以PdAgAuPt-MoCr为润滑相以LiMgAgPb-SiC为调控剂的NiMoW基滑板自润滑复合材料的磨痕表面3D纹理结构图。图8为实施例2制备一种NiMoW基滑板润滑自调控材料摩擦系数。图9为实施例2制备的一种以PdAgAuPt-MoCr为固体润滑相以LiMgAgPb-SiC为调控剂的NiMoW基滑板复合材料磨损率柱状图。由图8与9所示可知，NiMoW基滑板复合材料摩擦系数为0.27，磨损率为2.83×10-6mm3/Nm。摩擦系数小与磨损率低，这表明一种以PdAgAuPt-MoCr为润滑相以LiMgAgPb-SiC为调控剂NiMoW基滑板自润滑复合材料能够明显提高机械零部件的摩擦磨损性能。
实施例3
一种NiMoW基滑板润滑自调控材料，基体NiMoW与固体润滑相PdAgAuPt-MoCr质量比(wt.%)为1:0.8，基体NiMoW各元素原子比(at.%)为90:15:15。在固体润滑相中，PbAgAuPt与MoCr质量比(wt.%)为1:0.4，PbAgAuPt各元素质量比为45:30:20:9，MoCr各元素原子比(at.%)为1:4。调控剂中LiMgAgPb与SiC的质量比(wt.%)为1:3.5，LiMgAgPb原子比(at.%)为0.7:1:2:5，SiC元素原子比(at.%)为2:7，基体材料NiMoW与调控剂LiMgAgPb-SiC质量比(wt.%)为1:0.6。
1)材料准备:按照上述比例称取基体Ni、Mo、W粉末、固体润滑相Pd、Ag、Au、Pt和MoCr粉末与润滑调控剂Li、Mg、Ag、Pb和SiC粉末各元素粉末后，利用气动式真空振动混料机对称取粉末充分混合，振动频率为85Hz，振动力为15000N，振动时间为55min，气流量135m3/h，真空度为4.3×10-2Pa。
2)材料制备:采用真空气雾化技术将混合均匀的Ni、Mo与W粉末制备成NiMoW球形粉末，将Pd、Ag、Au、Pt和MoCr粉制备成PdAgAuPt-MoCr固体润滑相球状粉末，将Li、Mg、Ag、Pb和SiC粉制备成LiMgAgPb-SiC调控剂球状粉末。利用NiMoW与PdAgAuPt-MoCr球形粉末，激光熔融沉积具有折线式孔道结构的NiMoW-PdAgAuPt-MoCr自润滑复合材料。采用真空压力熔渗LiMgAgPb-SiC球形粉末于孔结构，填充率为98.6%，得到一种NiMoW基滑板润滑自调控材料。
一种NiMoW基滑板润滑自调控材料，基体Ni、Mo、W，固体润滑相Pd、Ag、Au、Pt和调控剂(Li、Mg、Ag、Pb粉末)等粉末粒径为150μm。真空气雾化熔炼温度为1300℃(NiMoW基体材料)、850℃(PdAgAuPt-MoCr固体润滑相)与750℃ (LiMgAgPb-SiC润滑调控剂)，气体流量为810m3/h，保护气体为氩气，氩气压力为12.5MPa，冷却液为UP水，UP水流量为21.5m3/h，真空度为5.3×10-2Pa，红外测温，制备出NiMoW与PdAgAuPt-MoCr球形粉末。激光烧结基体材料功率为280W，线扫描速度为960mm/s，层厚为27μm，送粉率为11g/min，填充间距为0.08μm。固体润滑相烧结功率为220W，扫描速度为970mm/s，层厚为29μm，送粉率为8.5g/min，填充间距为0.08μm。NiMoW-PdAgAuPt-MoCr自润滑复合材料折线式孔道结构直径为800μm，折线式孔道结构间距为850μm，折线孔道振幅为9.5mm，孔道结构分布周期为180o。真空压力熔渗温度为750℃，加热功率为85kW，真空度为0.92Pa，氩气提供压力，值为0.85Mpa。
经HVS-1000型显微硬度仪测试，本实施例所制备的一种NiMoW基滑板润滑自调控材料的密度为5.12g/cm3，硬度为4.52GPa。在载荷为15N，滑移速度为2.5m/s，摩擦半径为3.0mm，对磨副为G15轴承钢，相对湿度为56.5%，摩擦环境温度为250℃条件下执行摩擦实验。图8为实施例3制备一种NiMoW基滑板润滑自调控材料摩擦系数。图9为实施例3制备一种PdAgAuPt-MoCr为润滑相NiMoW基滑板润滑自调控材料磨损率柱状图。由图8与9所示可知，NiMoW基滑板自润滑复合材料摩擦系数，0.265，较小，磨损率3.21×10-6mm3/Nm，较低。图10是实施例3一种NiMoW基滑板润滑自调控材料的400倍磨痕电子探针形貌图。图11是实施例3制备的一种NiMoW基滑板润滑自调控材料1000倍磨痕场发射扫描电镜图。小的摩擦系数与低的磨损率表明一种NiMoW基滑板润滑自调控材料能够明显提高机械零部件的摩擦学性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，除此之外，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干改进和变换，这些都属于本发明保护。

Claims (6)

1.一种NiMoW基滑板润滑自调控材料，其特征在于：包括基体材料NiMoW、固体润滑相PdAgAuPt-MoCr、润滑调控剂LiMgAgPb-SiC，基体NiMoW与固体润滑相PdAgAuPt-MoCr质量比(wt.%)为1:(0.3-0.8)，基体NiMoW中的Ni、Mo、W各元素原子比(at.%)为(70-90):15:(10-15)，固体润滑相中，PbAgAuPt与MoCr质量比(wt.%)为1:(0.2-0.4)，PbAgAuPt中Pb、Ag、Au、Pt各元素质量比(wt.%)为45:30:20:(5-9)，MoCr中Mo、Cr各元素原子比(at.%)为1:(2-4)，调控剂中LiMgAgPb与SiC质量比(wt.%)为1:(2-3.5)，LiMgAgPb中Li、Mg、Ag、Pb各元素原子比(at.%)为(0.3-0.7):1:2:(3-5)，SiC中Si、C各元素原子比(at.%)为2:(4-7)，基体NiMoW与调控剂LiMgAgPb-SiC质量比(wt.%)为1:(0.3-0.6)。
2.根据权利要求1所述的一种NiMoW基滑板润滑自调控材料，其特征在于：基体原材料选用的是Ni、Mo、W单质粉末，固体润滑相原材料选用的是Pd、Ag、Au、Pt单质粉末和MoCr颗粒，润滑调控剂原材料是Li、Mg、Ag、Pb单质粉末和SiC颗粒，各单质粉末粒径为55-75μm，颗粒MoCr直径为700nm-300μm，颗粒SiC直径为600nm-200μm，粉末纯度为98.5%-99.9%。
3.根据权利要求1或2所述的一种NiMoW基滑板润滑自调控材料的制备方法，其特征在于：其制备过程如下：
1)材料准备:按上述材料配比，称取基体材料Ni、Mo、W粉末、固体润滑相Pd、Ag、Au、Pt和MoCr粉末与润滑调控剂Li、Mg、Ag、Pb和SiC粉末后，利用气动式真空振动混料机对基体等配料进行充分混合，振动频率为75-85Hz，振动力为13000-15000N，振动时间40-55min，气流量120-135m3/h，真空度为3.5-4.3×10-2Pa；
2)材料制备:采用真空气雾化设备将均匀混合的Ni、Mo与W粉末制备成NiMoW基体球形粉末；将Pd、Ag、Au、Pt和MoCr粉末制备成PdAgAuPt-MoCr球状结构固体润滑相粉末；将Li、Mg、Ag、Pb和SiC粉复合LiMgAgPb-SiC球形结构润滑调控剂粉末；以NiMoW与PdAgAuPt-MoCr球形粉末作为原始配料，激光熔融沉积折线式孔道结构NiMoW-PdAgAuPt-MoCr自润滑复合材料；采用真空压力熔渗技术将LiMgAgPb-SiC球形粉末填充于折线式孔道结构中，填充率为97.5-98.6%，得到一种以PdAgAuPt-MoCr为润滑相以LiMgAgPb-SiC为润滑调控剂NiMoW基滑板固体自润滑复合材料。
4.根据权利要求3所述的一种NiMoW基滑板润滑自调控材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中基体Ni、Mo、W，固体润滑相Pd、Ag、Au、Pt和调控剂Li、Mg、Ag、Pb粉末等原始粉末粒径为55-150μm；
步骤2)中的真空气雾化NiMoW基体熔炼温度为1100-1300℃、PdAgAuPt-MoCr固体润滑相750-850℃、LiMgAgPb-SiC调控剂650-750℃，气体流量为720-810m3/h，保护气体为氩气，压力为11-12.5MPa，冷却液为UP水，UP水流量为17-21.5m3/h，真空度为4.0-5.3×10-2Pa，红外测温，真空气雾化NiMoW与PdAgAuPt-MoCr球形粉末。
5.根据权利要求4所述的一种NiMoW基滑板润滑自调控材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述激光烧结基体材料功率为250-280W，线扫描速度920-960mm/s，层厚20-27μm，送粉率为7.5-11g/min，填充间距为0.06-0.08μm；润滑相烧结功率为200-220W，线扫描速度为910-970mm/s，层厚为25-29μm，送粉率为6.5-8.5g/min，填充间距为0.06-0.08μm，制备出的NiMoW-PdAgAuPt-MoCr自润滑复合材料折线式孔道直径为550-800μm，孔道间距为600-850μm，孔道振幅为6.5-9.5mm，孔道结构分布周期为90-180o。
6.根据权利要求4所述的一种NiMoW基滑板润滑自调控材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述的真空压力熔渗调控剂LiMgAgPb-SiC于NiMoW-PdAgAuPt-MoCr折线式孔道结构所使用熔渗温度为680-750℃，加热功率为75-85kW，真空度为0.75-0.92Pa，氩气提供压力，压力值为0.75-0.85Mpa。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102747247A (zh) * 2011-10-29 2012-10-24 重庆川仪自动化股份有限公司 含Pt的滑动接点材料及层状复合材料
CN109434125A (zh) * 2018-12-11 2019-03-08 安阳工学院 一种具有自我调控功能的NiTiAl基自润滑复合材料及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102747247A (zh) * 2011-10-29 2012-10-24 重庆川仪自动化股份有限公司 含Pt的滑动接点材料及层状复合材料
CN109434125A (zh) * 2018-12-11 2019-03-08 安阳工学院 一种具有自我调控功能的NiTiAl基自润滑复合材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘如铁等: "金属基固体自润滑材料的研究概况 ", 《粉末冶金工业》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110923541A (zh) * 2019-12-09 2020-03-27 湖北文理学院 一种NiTiCrCuMo基自润滑复合材料及其制备方法

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