CN112323010B - 一种起重机滑轮轮槽耐磨自润滑涂层的制备方法 - Google Patents

一种起重机滑轮轮槽耐磨自润滑涂层的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种起重机滑轮轮槽耐磨自润滑涂层的制备方法，包括：一、三氧化铬粉末和石墨烯粉末球磨后烘干，得到碳化铬粉末；二、制备石墨烯分散液；三、将铬的前驱体加入石墨烯分散液中，搅拌均匀后将沉淀抽滤，烘干，得到干燥粉体；四、将干燥粉体烧结，得到表面附着纳米碳化铬颗粒的改性石墨烯粉末；五、制备碳化铬/改性石墨烯混合喷涂粉末；六、采用碳化铬/改性石墨烯混合喷涂粉末对起重机滑轮轮槽表面进行爆炸喷涂。本发明制备的涂层具有优异的耐磨损和自润滑性能，处于与钢丝绳磨损的环境中能够很好的保护起重机滑轮轮槽，碳化铬/改性石墨烯梯度涂层具有的良好的微观组织结构有利于涂层性能的展现，能有效延长起重机滑轮的使用寿命。

Description

一种起重机滑轮轮槽耐磨自润滑涂层的制备方法
技术领域
本发明属于热喷涂处理技术领域，具体涉及一种起重机滑轮轮槽耐磨自润滑涂层的制备方法。
背景技术
在起重机械运行过程中，钢丝绳转动是比较传统的转动方式，具有时间长、安全性能好、可靠程度高等优势、在起重机整体运转过程中、钢丝绳转动的作用举足轻重。提高钢丝绳传动性能的重要途径之一，是提高滑轮的品质，使得滑轮具有高的耐磨性、轮缘强度和运动精度。在钢丝绳转动的过程中，对转动力与载荷起到承受作用的便是滑轮，而且滑轮还能够使力的方向发生改变，是整个运转系统的最基本的部件之一，在起重机械中存在的数量很多，且普遍位于高空位置，如果出现破损，更换难度较大，不仅如此，滑轮还是确保起重机安全使用的重要部件，因此研究与改进的主要目标是提高滑轮的耐磨性和提高安全使用周期。在滑轮进行工作的过程中、最主要的一对摩擦附件便是轮槽与钢丝绳，两者相接触地方的接触状态、运动关系、应力强度、金相组织、材料特性等都会影响它们之间磨损的速度。钢丝绳绕过滑轮工作时，滑轮与钢丝绳因进行连续的滚动接触而产生很大的疲劳磨损，这是运行中的主导摩擦，同样不能忽略的是钢丝绳在滑轮底部也会产生一定程度的粘着、氧化、切削等复合磨损。因此，滑轮轮槽的硬度是直接影响滑轮磨损速度的主要因素。起重机钢丝绳和滑轮是互为匹配的一对磨损件。从降低使用成本角度看，滑轮在起重机上数量多，并且多数安装在高空结构件上，维护更换比较困难，提高滑轮耐磨损性能，减少维护和更换频率，对提高起重机使用可靠性和降低维护成本非常重要。
解决这一问题的关键是提高现有滑轮轮槽的硬度和耐磨损性能。随着热喷涂技术的不断发展和完善，以及应用领域的扩展，热喷涂涂层所表现的耐磨优越性在机器防护上应用越来越广泛，采用热喷涂金属涂层，陶瓷涂层，金属陶瓷复合涂层及金属间化合物涂层等工艺，能够有效的控制起重机滑轮轮槽使用过程中的磨损问题，是人们所接收的一项经济，可靠的表面处理方法，有效的解决了起重机滑轮轮槽防护问题。
碳化铬是一种在高温环境下具有良好耐磨、耐腐蚀、抗氧化、高熔点、结合强度高的无机金属陶瓷材料，因其特殊的高温性能，被大量用作金属表面保护工艺的热喷涂材料、堆焊用焊条或药芯焊丝和硬质合金添加剂。但在实际工作环境中，由于碳化铬涂层较高的硬度，摩擦体系的摩擦系数较大，会对与其配合的摩擦副产生较严重的磨损，甚至影响耐磨防护涂层的使用寿命。因为碳化铬涂层硬度较高，会对与起重机滑轮轮槽产生磨损作用的钢丝绳表面产生较严重的磨损，因此有必要制备具有自润滑特性的碳化铬涂层，以满足在起重机滑轮轮槽和钢丝绳表面摩擦条件下的服役要求。
经长期研究、分析，发现石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，是构建最常用的固体润滑剂-石墨的基本单元，具有比石墨更低的摩擦系数，是一种新型的自润滑减磨涂层添加剂。石墨烯作为自润滑耐磨添加剂应用于耐磨涂层中，一方面可以提高涂层的强度和韧性，另外石墨烯片层间的剪切力极小，在摩擦过程中石墨烯片层之间发生相对滑动，可以代替摩擦副表面金属件的相对滑动，实现磨屑与摩擦副表面的分离，大大降低了摩擦系数，减少了磨损。
因此本专利制备的碳化铬/改性石墨烯涂层具有优异的耐磨自润滑性能，用于起重机滑轮轮槽的防护时，涂层材料显示出优良的耐磨损和自润滑性能，能够有效的解决起重机滑轮轮槽防护上的问题，在该领域有着良好的应用前景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种起重机滑轮轮槽耐磨自润滑涂层的制备方法。该方法制备的涂层具有优异的耐磨损和自润滑性能，处于与钢丝绳磨损的环境中能够很好的保护起重机滑轮轮槽，碳化铬/改性石墨烯梯度涂层具有的良好的微观组织结构有利于涂层性能的展现，能有效延长起重机滑轮的使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种起重机滑轮轮槽耐磨自润滑涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将三氧化二铬粉末和石墨烯粉末置于球磨机中，以无水乙醇和碳化硅磨球为介质，球磨8h～12h；将球磨后的物料烘干，然后在真空条件下烧结，得到碳化铬粉末；
步骤二、将石墨烯粉末和无水乙醇混合均匀，然后加入去离子水混合后超声分散，得到石墨烯分散液；
步骤三、将铬的前驱体加入步骤二中所述石墨烯分散液中，搅拌均匀后将沉淀抽滤，将抽滤后的沉淀烘干，得到干燥粉体；
步骤四、将步骤三中所述干燥粉体在真空条件下烧结，得到表面附着纳米碳化铬颗粒的改性石墨烯粉末；
步骤五、将步骤一中所述碳化铬粉末和步骤四中所述表面附着纳米碳化铬颗粒的改性石墨烯粉末混合，得到混合喷涂粉末；将所述混合喷涂粉末置于球磨机中，以无水乙醇和碳化硅磨球为介质，球磨6h～10h，将球磨后的物料超声分散，烘干后筛分，得到碳化铬/改性石墨烯混合喷涂粉末；所述碳化铬/改性石墨烯混合喷涂粉末中碳化铬的质量百分含量为20％～40％，余量为表面附着纳米碳化铬颗粒的改性石墨烯粉末；
步骤六、对起重机滑轮轮槽表面进行表面除锈、除氧化皮和除油清洁处理；根据涂层梯度要求，采用步骤五中所述碳化铬/改性石墨烯混合喷涂粉末对处理后的起重机滑轮轮槽表面进行爆炸喷涂，在起重机滑轮轮槽表面得到起重机滑轮轮槽耐磨自润滑涂层。
上述的一种起重机滑轮轮槽耐磨自润滑梯度涂层的制备方法，其特征在于，步骤一中所述三氧化二铬粉末中Cr2O3质量含量大于99％，平均粒径<20μm；步骤一中所述石墨烯粉末为商用增强性石墨烯，比表面积为180m2/g～280m2/g，C含量为70％～80％，平均粒径<10μm；步骤一中所述三氧化二铬粉末的质量为三氧化二铬粉末和石墨烯粉末总质量的80％～88％；步骤一中所述烘干的温度为120℃～160℃，时间为4h～8h；步骤一中所述烧结的升温速率为4℃/min～8℃/min，烧结温度为1200℃～1400℃，保温时间为6h～10h，真空度为200Pa～400Pa。
上述的一种起重机滑轮轮槽耐磨自润滑梯度涂层的制备方法，其特征在于，步骤二中所述石墨烯粉末为商用增强性石墨烯，比表面积为180m2/g～280m2/g，C含量为70％～80％，平均粒径<10μm；步骤二中所述石墨烯粉末和无水乙醇的质量比为1:(300～500)；石墨烯粉末和去离子水的质量比为1:(100～300)；超声分散的频率为10Hz～30Hz，时间为6h～10h。
上述的一种起重机滑轮轮槽耐磨自润滑梯度涂层的制备方法，其特征在于，步骤三中所述铬的前驱体为六羰基铬，铬的前驱体和石墨烯分散液的质量比为1：(100～300)；步骤三中所述烘干的温度为80℃～120℃，烘干的时间为1h～2h。
上述的一种起重机滑轮轮槽耐磨自润滑梯度涂层的制备方法，其特征在于，步骤四中所述烧结的温度为1200℃～1400℃，升温速率为4℃/min～8℃/min，保温时间6h～10h，真空度为200Pa～400Pa。
上述的一种起重机滑轮轮槽耐磨自润滑梯度涂层的制备方法，其特征在于，步骤五中所述球磨的球磨机转速为4r/s～8r/s，所述超声分散的时间为4h～8h。
上述的一种起重机滑轮轮槽耐磨自润滑梯度涂层的制备方法，其特征在于，还包括步骤六中爆炸喷涂之前将所述碳化铬/改性石墨烯混合喷涂粉末在100℃～140℃条件下烘干20min～40min。
上述的一种起重机滑轮轮槽耐磨自润滑梯度涂层的制备方法，其特征在于，步骤六中所述爆炸喷涂的工艺条件为：氧气和乙炔为热源气体，氧气和丙烷的气体流量比为1.0～2.0，气体充枪量为50％～90％，调节爆炸频率为6次/秒～10次/秒，喷涂距离为300mm～400mm，送粉率为0.6g/s～1.0g/s，所述起重机滑轮轮槽耐磨自润滑涂层的总厚度为400μm～600μm。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过在涂层中添加碳化铬陶瓷增强相，碳化铬陶瓷具有极高的硬度以及优异的耐磨损性能，可以有效的提高涂层的耐磨损性能和涂层强度，对涂层形成有效的机械保护。本发明利用廉价的三氧化二铬粉末作为主要原料通过碳热还原反应制备碳化铬粉末(C+CO2＝2CO、3Cr2O3+17CO＝2Cr3C2+13CO2)。通常碳热还原制备碳化铬反应过程中，实际反应物之间的接触面积小，碳源在Cr2O3表面分布不均匀等，这些阻碍使得最终制备的碳化铬晶粒粗大、颗粒团聚、形貌不均匀，甚至含有部分未反应的Cr2O3和游离碳，本发明以石墨烯为碳源，发挥了石墨烯高比表面积、丰富边缘的特性，为碳化铬形核提供大量活性位点，有利于碳源与铬源充分接触，反应完全。利用石墨烯为碳源，制备的碳化铬粉末具有晶粒细小，粉末分散均匀，没有颗粒团聚，不需要二次破碎，反应完全，制备的碳化铬粉末纯度极高。
2、本发明将石墨烯作为自润滑耐磨添加剂应用于耐磨涂层中，一方面可以提高涂层的强度和韧性，另外石墨烯片层间的剪切力极小，在摩擦过程中石墨烯片层之间发生相对滑动，可以代替摩擦副表面金属件的相对滑动，实现磨屑与摩擦副表面的分离，大大降低了摩擦系数，减少了磨损。
3、石墨烯质量较轻，碳化铬粉末质量大，如果将石墨烯直接添加到喷涂粉末中，石墨烯在喷涂过程中会被高速气流吹飞而损失。另外，石墨烯比表面积较大，活性高，在与碳化铬粉末复合时容易团聚，很难保证在喷涂粉末中均匀混合，从而难以保证制备涂层具有自润滑耐磨特性。本发明利用六羰基铬作为铬的前驱体，通过碳热还原反应生成纳米碳化铬附着在石墨烯表面对石墨烯进行改性，改性石墨烯很大程度上提高了石墨烯的重量，在喷涂过程中不会被高速、高温的喷涂气流吹飞而损失，有效的保留了改性石墨烯在涂层中的成分含量和均匀分布。表面附着的纳米碳化铬提高了改性石墨烯与碳化铬喷涂粉末的相容性和均匀混合。
4、本发明利用爆炸喷涂技术在起重机滑轮轮槽制备碳化铬/改性石墨烯涂层，该涂层具有优异的耐磨损和自润滑性能，处于与钢丝绳磨损的环境中能够很好的保护起重机滑轮轮槽，碳化铬/改性石墨烯梯度涂层具有的良好的微观组织结构有利于涂层性能的展现，能够有效的延长起重机滑轮的使用寿命。
下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的碳化铬粉末的SEM照片。
图2为本发明实施例1制备的自润滑梯度涂层表面的金相照片。
具体实施方式
实施例1
本实施例的起重机滑轮轮槽耐磨自润滑涂层的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将三氧化二铬粉末(三氧化二铬粉末中Cr2O3质量含量大于99％，平均粒径<20μm)和石墨烯粉末(商用增强性石墨烯，比表面积为180m2/g～280m2/g，C含量为70％～80％，平均粒径<10μm)置于球磨机中，以无水乙醇和碳化硅磨球为介质，球磨8h，三氧化二铬粉末的质量为三氧化二铬粉末和石墨烯粉末总质量的80％；将球磨后的物料烘干，烘干的温度为120℃，时间为4h；然后在真空条件下烧结，烧结的升温速率为4℃/min，烧结温度为1200℃，保温时间为6h，真空度为200Pa，得到碳化铬粉末；
步骤二、将石墨烯粉末(商用增强性石墨烯，比表面积为180m2/g～280m2/g，C含量为70％～80％，平均粒径<10μm)和无水乙醇按照1:400的质量比混合均匀，然后加入去离子水混合后超声分散，得到石墨烯分散液；石墨烯粉末和去离子水的质量比为1:200；超声分散的频率为10Hz，时间为6h；
步骤三、将六羰基铬加入步骤二中所述石墨烯分散液中，六羰基铬和石墨烯分散液的质量比为1:200，搅拌均匀后将沉淀抽滤，将抽滤后的沉淀在80℃条件下烘干1h，得到干燥粉体；
步骤四、将步骤三中所述干燥粉体在真空条件下烧结，得到表面附着纳米碳化铬颗粒的改性石墨烯粉末；烧结的温度为1200℃，升温速率为4℃/min，保温时间6h，真空度为200Pa；
步骤五、将步骤一中所述碳化铬粉末和步骤四中所述表面附着纳米碳化铬颗粒的改性石墨烯粉末混合，得到混合喷涂粉末；将所述混合喷涂粉末置于球磨机中，以无水乙醇和碳化硅磨球为介质，球磨机转速为4r/s，球磨6h，将球磨后的物料超声分散4h，烘干后筛分，得到碳化铬/改性石墨烯混合喷涂粉末；所述碳化铬/改性石墨烯混合喷涂粉末中碳化铬的质量百分含量为20％，余量为表面附着纳米碳化铬颗粒的改性石墨烯粉末；
步骤六、对起重机滑轮轮槽(HT15-33铸铁)表面进行表面除锈、除氧化皮和除油清洁处理；将步骤五中所述碳化铬/改性石墨烯混合喷涂粉末在100℃条件下烘干20min，然后根据涂层梯度要求，采用烘干后的碳化铬/改性石墨烯混合喷涂粉末对处理后的起重机滑轮轮槽表面进行爆炸喷涂，在起重机滑轮轮槽表面得到起重机滑轮轮槽耐磨自润滑涂层；爆炸喷涂的工艺条件为：氧气和乙炔为热源气体，氧气和丙烷的气体流量比为1.0，气体充枪量为50％，调节爆炸频率为6次/秒，喷涂距离为300mm，送粉率为0.6g/s，所述起重机滑轮轮槽耐磨自润滑涂层的总厚度为400μm。
图1为本实施例制备的碳化铬粉末的SEM照片，从图1中可看出碳化铬颗粒近似球形，这能够保证在喷涂时粉末具有良好的流动性，有利于喷涂的持续进行。图2为本实施例制备的自润滑梯度涂层表面的金相照片，从图2中可明显的观察到基体与涂层的结合状况良好，涂层的微观组织均匀，结构致密，没有大的孔隙和裂纹出现，碳化铬/改性石墨烯作为喷涂材料能够形成致密的涂层，进一步保证涂层结构紧密。
本实施例制备的自润滑梯度涂层具有极高的耐磨损和自润滑性能，用于起重机滑轮轮槽防护时，涂层材料显示出优异的耐磨性能和自润滑性能，能够满足起重机滑轮轮槽工作环境的要求，在该领域有着良好的应用前景。
实施例2
本实施例的起重机滑轮轮槽耐磨自润滑涂层的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将三氧化二铬粉末(三氧化二铬粉末中Cr2O3质量含量大于99％，平均粒径<20μm)和石墨烯粉末(商用增强性石墨烯，比表面积为180m2/g～280m2/g，C含量为70％～80％，平均粒径<10μm)置于球磨机中，以无水乙醇和碳化硅磨球为介质，球磨10h，三氧化二铬粉末的质量为三氧化二铬粉末和石墨烯粉末总质量的84％；将球磨后的物料烘干，烘干的温度为140℃，时间为6h；然后在真空条件下烧结，烧结的升温速率为6℃/min，烧结温度为1300℃，保温时间为8h，真空度为300Pa，得到碳化铬粉末；
步骤二、将石墨烯粉末(商用增强性石墨烯，比表面积为180m2/g～280m2/g，C含量为70％～80％，平均粒径<10μm)和无水乙醇按照1:300的质量比混合均匀，然后加入去离子水混合后超声分散，得到石墨烯分散液；石墨烯粉末和去离子水的质量比为1:100；超声分散的频率为20Hz，时间为8h；
步骤三、将六羰基铬加入步骤二中所述石墨烯分散液中，六羰基铬和石墨烯分散液的质量比为1:100，搅拌均匀后将沉淀抽滤，将抽滤后的沉淀在100℃条件下烘干1.5h，得到干燥粉体；
步骤四、将步骤三中所述干燥粉体在真空条件下烧结，得到表面附着纳米碳化铬颗粒的改性石墨烯粉末；烧结的温度为1300℃，升温速率为6℃/min，保温时间8h，真空度为300Pa；
步骤五、将步骤一中所述碳化铬粉末和步骤四中所述表面附着纳米碳化铬颗粒的改性石墨烯粉末混合，得到混合喷涂粉末；将所述混合喷涂粉末置于球磨机中，以无水乙醇和碳化硅磨球为介质，球磨机转速为6r/s，球磨8h，将球磨后的物料超声分散6h，烘干后筛分，得到碳化铬/改性石墨烯混合喷涂粉末；所述碳化铬/改性石墨烯混合喷涂粉末中碳化铬的质量百分含量为30％，余量为表面附着纳米碳化铬颗粒的改性石墨烯粉末；
步骤六、对起重机滑轮轮槽(ZG35Ⅱ铸钢)表面进行表面除锈、除氧化皮和除油清洁处理；将步骤五中所述碳化铬/改性石墨烯混合喷涂粉末在120℃条件下烘干30min，然后根据涂层梯度要求，采用烘干后的碳化铬/改性石墨烯混合喷涂粉末对处理后的起重机滑轮轮槽表面进行爆炸喷涂，在起重机滑轮轮槽表面得到起重机滑轮轮槽耐磨自润滑涂层；爆炸喷涂的工艺条件为：氧气和乙炔为热源气体，氧气和丙烷的气体流量比为1.5，气体充枪量为70％，调节爆炸频率为8次/秒，喷涂距离为350mm，送粉率为0.8g/s，所述起重机滑轮轮槽耐磨自润滑涂层的总厚度为500μm。
本实施例制备的自润滑梯度涂层具有极高的耐磨损和自润滑性能，用于起重机滑轮轮槽防护时，涂层材料显示出优异的耐磨性能和自润滑性能，能够满足起重机滑轮轮槽工作环境的要求，在该领域有着良好的应用前景。
实施例3
本实施例的起重机滑轮轮槽耐磨自润滑涂层的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将三氧化二铬粉末(三氧化二铬粉末中Cr2O3质量含量大于99％，平均粒径<20μm)和石墨烯粉末(商用增强性石墨烯，比表面积为180m2/g～280m2/g，C含量为70％～80％，平均粒径<10μm)置于球磨机中，以无水乙醇和碳化硅磨球为介质，球磨12h，三氧化二铬粉末的质量为三氧化二铬粉末和石墨烯粉末总质量的88％；将球磨后的物料烘干，烘干的温度为160℃，时间为8h；然后在真空条件下烧结，烧结的升温速率为8℃/min，烧结温度为1400℃，保温时间为10h，真空度为400Pa，得到碳化铬粉末；
步骤二、将石墨烯粉末(商用增强性石墨烯，比表面积为180m2/g～280m2/g，C含量为70％～80％，平均粒径<10μm)和无水乙醇按照1:500的质量比混合均匀，然后加入去离子水混合后超声分散，得到石墨烯分散液；石墨烯粉末和去离子水的质量比为1:300；超声分散的频率为30Hz，时间为10h；
步骤三、将六羰基铬加入步骤二中所述石墨烯分散液中，六羰基铬和石墨烯分散液的质量比为1:300，搅拌均匀后将沉淀抽滤，将抽滤后的沉淀在120℃条件下烘干2h，得到干燥粉体；
步骤四、将步骤三中所述干燥粉体在真空条件下烧结，得到表面附着纳米碳化铬颗粒的改性石墨烯粉末；烧结的温度为1400℃，升温速率为8℃/min，保温时间10h，真空度为400Pa；
步骤五、将步骤一中所述碳化铬粉末和步骤四中所述表面附着纳米碳化铬颗粒的改性石墨烯粉末混合，得到混合喷涂粉末；将所述混合喷涂粉末置于球磨机中，以无水乙醇和碳化硅磨球为介质，球磨机转速为8r/s，球磨10h，将球磨后的物料超声分散8h，烘干后筛分，得到碳化铬/改性石墨烯混合喷涂粉末；所述碳化铬/改性石墨烯混合喷涂粉末中碳化铬的质量百分含量为40％，余量为表面附着纳米碳化铬颗粒的改性石墨烯粉末；
步骤六、对起重机滑轮轮槽(ZG35Ⅱ铸钢)表面进行表面除锈、除氧化皮和除油清洁处理；将步骤五中所述碳化铬/改性石墨烯混合喷涂粉末在140℃条件下烘干40min，然后根据涂层梯度要求，采用烘干后的碳化铬/改性石墨烯混合喷涂粉末对处理后的起重机滑轮轮槽表面进行爆炸喷涂，在起重机滑轮轮槽表面得到起重机滑轮轮槽耐磨自润滑涂层；爆炸喷涂的工艺条件为：氧气和乙炔为热源气体，氧气和丙烷的气体流量比为2.0，气体充枪量为90％，调节爆炸频率为10次/秒，喷涂距离为400mm，送粉率为1.0g/s，所述起重机滑轮轮槽耐磨自润滑涂层的总厚度为600μm。
本实施例制备的自润滑梯度涂层具有极高的耐磨损和自润滑性能，用于起重机滑轮轮槽防护时，涂层材料显示出优异的耐磨性能和自润滑性能，能够满足起重机滑轮轮槽工作环境的要求，在该领域有着良好的应用前景。
对实施例1、2、3中的起重机滑轮轮槽在有无本发明自润滑梯度涂层的条件下，施加载荷为60N，转速为1500r/min，利用摩擦磨损试验机进行摩擦磨损实验，表1为实施例1、2、3中的起重机滑轮轮槽在有无本发明自润滑梯度涂层的条件下分别磨损20h、40h和60h后的磨损量。
表1本发明有涂层防护的起重机滑轮轮槽的耐磨损性能
Figure BDA0002723339950000111
从表1的试验数据可以观察到，在相同摩擦磨损测试条件下，有涂层防护的起重机滑轮轮槽的磨损量大大小于没有涂层防护的起重机滑轮轮槽的磨损量，因此本发明自润滑梯度涂层能有效提高起重机滑轮轮槽的耐磨自润滑性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (3)

1.一种起重机滑轮轮槽耐磨自润滑涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将三氧化二铬粉末和石墨烯粉末置于球磨机中，以无水乙醇和碳化硅磨球为介质，球磨8h~12h；将球磨后的物料烘干，然后在真空条件下烧结，得到碳化铬粉末；所述三氧化二铬粉末中Cr2O3质量含量大于99%，平均粒径<20μm；所述石墨烯粉末为商用增强性石墨烯，比表面积为180m2/g~280m2/g，C含量为70%~80%，平均粒径<10μm；所述三氧化二铬粉末的质量为三氧化二铬粉末和石墨烯粉末总质量的80%~88%；所述烘干的温度为120℃~160℃，时间为4h~8h；所述烧结的升温速率为4℃/min~8℃/min，烧结温度为1200℃~1400℃，保温时间为6h~10h，真空度为200Pa ~400Pa；
步骤二、将石墨烯粉末和无水乙醇混合均匀，然后加入去离子水混合后超声分散，得到石墨烯分散液；
步骤三、将铬的前驱体加入步骤二中所述石墨烯分散液中，搅拌均匀后将沉淀抽滤，将抽滤后的沉淀烘干，得到干燥粉体；所述铬的前驱体为六羰基铬，铬的前驱体和石墨烯分散液的质量比为1：（100~300）；步骤三中所述烘干的温度为80℃~120℃，烘干的时间为1h~2h；
步骤四、将步骤三中所述干燥粉体在真空条件下烧结，得到表面附着纳米碳化铬颗粒的改性石墨烯粉末；所述烧结的温度为1200℃~1400℃，升温速率为4℃/min~8℃/min，保温时间6h~10h，真空度为200Pa~400Pa；
步骤五、将步骤一中所述碳化铬粉末和步骤四中所述表面附着纳米碳化铬颗粒的改性石墨烯粉末混合，得到混合喷涂粉末；将所述混合喷涂粉末置于球磨机中，以无水乙醇和碳化硅磨球为介质，球磨6h~10h，将球磨后的物料超声分散，烘干后筛分，得到碳化铬/改性石墨烯混合喷涂粉末；所述碳化铬/改性石墨烯混合喷涂粉末中碳化铬的质量百分含量为20%~40%，余量为表面附着纳米碳化铬颗粒的改性石墨烯粉末；
步骤六、对起重机滑轮轮槽表面进行表面除锈、除氧化皮和除油清洁处理；根据涂层梯度要求，采用烘干后的碳化铬/改性石墨烯混合喷涂粉末对处理后的起重机滑轮轮槽表面进行爆炸喷涂，在起重机滑轮轮槽表面得到起重机滑轮轮槽耐磨自润滑涂层；所述爆炸喷涂的工艺条件为：氧气和乙炔为热源气体，氧气和丙烷的气体流量比为1.0~2.0，气体充枪量为50%~90%，调节爆炸频率为6次/秒~10次/秒，喷涂距离为300mm~400mm，送粉率为0.6g/s~1.0g/s，所述起重机滑轮轮槽耐磨自润滑涂层的总厚度为400μm ~600μm；
步骤六中爆炸喷涂之前将所述碳化铬/改性石墨烯混合喷涂粉末在100℃~140℃条件下烘干20min~40min。
2.根据权利要求1所述的一种起重机滑轮轮槽耐磨自润滑涂层的制备方法，其特征在于，步骤二中所述石墨烯粉末为商用增强性石墨烯，比表面积为180m2/g~280m2/g，C含量为70%~80%，平均粒径<10μm；步骤二中所述石墨烯粉末和无水乙醇的质量比为1:（300~500）；石墨烯粉末和去离子水的质量比为1:（100~300）；超声分散的频率为10Hz~30Hz，时间为6h~10h。
3.根据权利要求1所述的一种起重机滑轮轮槽耐磨自润滑涂层的制备方法，其特征在于，步骤五中所述球磨的球磨机转速为4r/s~8r/s，所述超声分散的时间为4h~8h。
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