CN116769334A - 一种用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层及其应用 - Google Patents
一种用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116769334A CN116769334A CN202310705395.4A CN202310705395A CN116769334A CN 116769334 A CN116769334 A CN 116769334A CN 202310705395 A CN202310705395 A CN 202310705395A CN 116769334 A CN116769334 A CN 116769334A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coating
- parts
- lubrication
- silicate
- temperature
- 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
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 85
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 title claims abstract description 30
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 24
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- QIJNJJZPYXGIQM-UHFFFAOYSA-N 1lambda4,2lambda4-dimolybdacyclopropa-1,2,3-triene Chemical compound [Mo]=C=[Mo] QIJNJJZPYXGIQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910039444 MoC Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 12
- NQBXSWAWVZHKBZ-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethyl acetate Chemical compound CCCCOCCOC(C)=O NQBXSWAWVZHKBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 8
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 claims description 7
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 claims description 7
- JTHZUSWLNCPZLX-UHFFFAOYSA-N 6-fluoro-3-methyl-2h-indazole Chemical compound FC1=CC=C2C(C)=NNC2=C1 JTHZUSWLNCPZLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- MLFHJEHSLIIPHL-UHFFFAOYSA-N isoamyl acetate Chemical compound CC(C)CCOC(C)=O MLFHJEHSLIIPHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 2
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 claims description 2
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229940117955 isoamyl acetate Drugs 0.000 claims description 2
- PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N lithium metasilicate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Si]([O-])=O PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052912 lithium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 2
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000008096 xylene Substances 0.000 claims description 2
- SVONRAPFKPVNKG-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethyl acetate Chemical compound CCOCCOC(C)=O SVONRAPFKPVNKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 abstract description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 13
- 238000007790 scraping Methods 0.000 abstract description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 abstract description 2
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 18
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 13
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012378 ammonium molybdate tetrahydrate Substances 0.000 description 4
- FIXLYHHVMHXSCP-UHFFFAOYSA-H azane;dihydroxy(dioxo)molybdenum;trioxomolybdenum;tetrahydrate Chemical compound N.N.N.N.N.N.O.O.O.O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O[Mo](O)(=O)=O.O[Mo](O)(=O)=O.O[Mo](O)(=O)=O FIXLYHHVMHXSCP-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 4
- 238000007590 electrostatic spraying Methods 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000012430 stability testing Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 description 2
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- FSAJWMJJORKPKS-UHFFFAOYSA-N octadecyl prop-2-enoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)C=C FSAJWMJJORKPKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 1,2-diethoxyethane Chemical compound CCOCCOCC LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 1
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000883 Ti6Al4V Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002052 molecular layer Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 1
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/18—Fireproof paints including high temperature resistant paints
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
Abstract
本发明提供一种用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层，按重量份计，所述涂层的原料包括：石墨20‑30份、二硫化钼30‑40份、碳化钼3‑10份、硅酸盐20‑30份、硅粉1‑5份、稀释剂15‑30份。本发明中通过使用特定比例的石墨、二硫化钼等材料，各原料之间共同作用，制得的润滑涂层具有优异的耐高温、高润滑的效果。涂层在常温下具有优异的粘结性，能避免移动丝材剐蹭造成涂层剥落；在高温下仍能保持优异的粘结力且润滑性保持良好，将涂敷好的样丝在烘箱中(温度850℃)保温2min后取出检查，涂层完好无损，且没有变色剥落现象。
Description
技术领域
本发明涉及钛合金加工材料技术领域，具体涉及一种用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层及其应用。
背景技术
紧固件是一类将两个以上零件紧固连接起来的一类机械零件，被称为“工业之米”。航空航天紧固件指用于航空航天，能满足航空航天特殊技术要求的紧固件。通常应用在飞机、卫星、火箭等航空航天飞行器上，是一种典型的高端紧固件其性能要求也极高。
钛及钛合金紧固件具有质量轻、比强度高、热强性好、耐高温等特性，在飞机、发动机和航天飞行器上的应用越来越多，在现代航空、航天工业广泛应用。钛合金紧固件的制备工艺从车削成型，到单墩成型，再到连续墩制成型，连续墩制成型由于材料利用率高，墩制效率高等优势正在成为钛合金紧固件生产的主要发展方向。但是由于钛合金具有高化学活性、易粘附等特性，在实际生产使用中仍存在许多问题。现有技术通常在钛合金表面涂覆润滑涂层，来达到保护材料、减小摩擦、易于墩制的效果。然而现有的润滑涂层使用中仍存在许多问题，如常温下剐蹭易造成涂层剥落，高温下涂层易变性失效脱落；特别是在连续高温墩制变形过程中，涂层脱落过早，不能完成多模多冲如三模六冲的变形过程的润滑隔离作用。
如何在作为紧固件原料的钛合金丝材表面形成良好的润滑剂涂层，在连续墩制过程有效起到润滑隔离作用，成为钛合金紧固件连续墩制成型工艺的瓶颈，尤其是Ti6Al4V钛合金紧固件需要高温环境700-820℃下才能顺利墩制，要求润滑涂层在高温环境保持粘接牢固，并同时具备良好的润滑隔离作用。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层，涂层在常温下具有优异的粘结性，能避免移动丝材剐蹭造成涂层剥落；在高温环境中性能保持良好，不易变性，且粘结牢固性好，不易脱落。
本发明一方面提供一种用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层，按重量份计，所述涂层的原料包括：石墨20-30份、二硫化钼30-40份、碳化钼3-10份、硅酸盐20-30份、硅粉1-5份、稀释剂15-30份。
石墨属于六方晶系层状晶体结构，层内的碳原子间以强共价键相连，层与层之间的碳原子以较弱的范德华力相连，当受到平行方向的剪切力时，层与层间极易滑动，所以具备较低的摩擦系数，且具有良好的导电、导热和耐高温性。二硫化钼同属于层状六方晶系金属化学物，其Mo和S原子以强共价键相连，分子层之间由较弱的范德华力相连，层与层间同样易于滑动，具有优异的润滑性能，但是二硫化钼易于氧化，特别是在潮湿环境下容易氧化导致润滑性能变差。碳化钼同属于六方晶系，具有良好的热稳定性、机械稳定性等性能，本发明的润滑涂层使用几种成分配合使用，具有优异的耐高温、润滑效果。
优选的，所述石墨的平均粒径＜3um，比表面积为10-50m2/g。
优选的，所述二硫化钼为纳米二硫化钼。
优选的，所述二硫化钼的制备原料包括：四水合钼酸铵、硫脲。更优选的，所述四水合钼酸铵和硫脲的摩尔质量比为1：20-30。
更优选的，所述二硫化钼的制备方法为：将四水合钼酸铵和硫脲溶解于水中，加热至220℃保温13-15h，冷却后使用水和乙醇进行清洗，真空干燥后，即得。
发明人发现，将石墨与二硫化钼配合使用时，不仅具有优异的润滑效果，且能提高润滑涂层的稳定性和耐久性，在高温条件下依旧能保持较好的润滑性能。可能是由于石墨与二硫化钼共使用时，一方面石墨的存在能够抑制二硫化钼的团聚，另一方面两者形成均匀的连续相，石墨和二硫化钼之间形成共价键/离子键/共价键的三明治状键合结构，能够有效阻止化学作用，提高润滑性；并且石墨对二硫化钼起到保护作用，降低了其氧化失效的现象，从而增强涂层的稳定性和耐久性。特别是当石墨的平均粒径＜3um、比表面积为10-50m2/g时，配合特定的纳米二硫化钼，润滑效果、稳定性和耐久性由显著提高。发明人分析，可能由于纳米二硫化钼制备时使用过量的硫脲，硫脲的存在一定程度上抑制了二硫化钼的自组装，使其分子层内存在更多的活性点，从而使其与石墨之间的结合力更强，形成更多的异质界面，大量的异质界面能够显著的降低摩擦系数，提高润滑性能，在摩擦条件下抑制了石墨和二硫化钼在摩擦过程中产生的结构衰退；同时还能对二硫化钼形成更好的保护。
优选的，所述碳化钼的平均粒径为1-20um，比表面积为1-50m2/g。
优选的，所述润滑涂层的原料还含有碳黑。所述碳黑与二硫化钼的质量比为1：3-5。
更优选的，所述碳黑的粒径为1-200nm，电阻率＜1Ohm·m。
本发明中，同时还含有粒径为1-200nm的碳黑，发明人发现，碳黑的加入能够进一步更好的对二硫化钼等材料起到保护作用。1-200nm的碳黑能够更好的分散在本发明的材料体系中，对二硫化钼等材料起到包覆保护的效果。将本发明的纳米二硫化钼、平均粒径＜3um、比表面积为10-50m2/g的石墨和1-200nm的碳黑配合使用，特别是当润滑涂层采用静电喷涂的手段喷涂在丝材表面时，其涂层涂覆非常均匀。但是碳黑不能过多，否则会影响涂层的润滑效果，反而涂层均匀性会变差。可能是由于过量的碳黑会自聚，且其与二硫化钼的结合会影响石墨与二硫化钼之间的层状结构，从而影响润滑效果和喷涂均匀性。
优选的，所述硅酸盐为硅酸钠、硅酸镁、硅酸铝、硅酸钾、硅酸锂中的一种或多种混合。
为了使润滑涂层在高温下仍保持优异的粘结力和润滑效果，优选的，所述硅酸盐为硅酸钠、硅酸镁。更优选的，所述硅酸钠和硅酸镁的质量比为3-5：1。
更优选的，所述硅酸钠的模数为1-2.5。
优选的，所述硅微粉的粒径为1-100um。
优选的，所述稀释剂为聚乙二醇、二甲苯、丙酮、醋酸丁酯、醋酸异戊酯、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、丙烯酸十八酯中的一种或几种的混合物。
为了使体系中的成分分散更均匀，增强润滑涂层涂覆时的均匀性，优选的，所述稀释剂为乙二醇丁醚醋酸酯和丙烯酸十八酯。更优选的，乙二醇丁醚醋酸酯和所述丙烯酸十八酯的质量比为5-8：1。
本发明另一方面提供一种用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层的制备方法，其具体步骤如下：将石墨、二硫化钼、碳化钼、硅粉、碳黑加入水中搅拌均匀，再加入硅酸盐和稀释剂，搅拌均匀，即得。
本发明第三方面提供一种耐高温高润滑涂层在航空紧固件丝材中的应用。用于航空紧固件丝材的加工中，润滑涂层能够起到有效的保护材料减小摩擦、润滑保护、抑制黏着磨损的效果。
本发明的润滑涂层，涂覆于丝材表面的厚度为4-8um。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明中通过使用特定比例的石墨、二硫化钼等材料，各原料之间共同作用，制得的润滑涂层具有优异的耐高温、高润滑的效果。涂层不仅在常温下粘结效果好，高温下仍能保持优异的粘结力且润滑性保持良好，将涂敷好的样丝在烘箱中(温度850℃)保温2min后取出检查，涂层完好无损，且没有变色剥落现象。
附图说明
图1为本发明实施例1的涂层涂覆后的钛合金丝材的试样样品；
图2为本发明实施例1的涂层涂覆前的钛合金丝材；
图3为本发明实施例1的涂层涂覆后的钛合金丝材成品；
图4为本发明实施例1的涂层涂覆后的钛合金丝材表面涂层形貌图；
图5为本发明实施例1的涂层进行隔离及摩擦性能测试后的合格样品的丝材样品图；
图6为本发明对比例3的涂层进行隔离及摩擦性能测试后的不合格样品的丝材样品图；
图7为本发明实施例1的涂层进行热稳定性测试后的丝材样品形貌图；
图8为本发明对比例2的涂层进行热稳定性测试后的丝材样品形貌图；
图9为本发明对比例6的涂层进行热稳定性测试后的丝材样品形貌图；
图10为本发明实施例1的涂层进行润滑效果测试的两模两冲的连墩试样。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例
本发明实施例1-5、对比例1-6均提供一种用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层，所述涂层的原料包括：石墨、二硫化钼、碳化钼、碳黑、硅酸盐、稀释剂。实施例1-5、对比例1-6的原料成分的重量份如表1所示。
本发明实施例另一方面提供一种用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层的制备方法，其具体步骤如下：将石墨、二硫化钼、碳化钼、硅粉、碳黑加入100重量份水中搅拌均匀，再加入硅酸盐和稀释剂，在3000r/min条件下搅拌5h，即得。
其中，石墨的平均粒径为1um，比表面积为18.98m2/g，纯度＞99.9％，购于博华斯纳米科技有限公司；碳化钼的平均粒径为2nm，比表面积为10m2/g，纯度为99.9％，体积密度为1.8g/cm3，购于北京易金新材料科技有限公司。碳黑的平均粒径为40nm，电阻率＜0.8Ohm·m，购于天津华远化工科技有限公司。硅酸钠的模数为1.03±0.03，分析纯，购于恒兴精细化工有限公司。硅酸镁平均粒径为60-100目，购于上海麦克林生化科技股份有限公司。硅粉的平均粒径为20um，购于连云港浩森矿产品有限公司。乙二醇丁醚醋酸酯的CAS号为112-07-2；丙烯酸十八酯的CAS号为4813-57-4。
二硫化钼的制备方法为：将2mmol的四水合钼酸铵(CAS号为12054-85-2)和50mmol硫脲(CAS号为62-56-6)溶解于60mL去离子水中，加热至220℃保温14h，冷却后使用水和乙醇进行清洗，60℃真空干燥12h后，即得。
表1
对比例7
本实施例提供一种用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层，具体实施方式同实施例1，与实施例1的区别在于所述二硫化钼的粒径为1000nm，购于上海量涵纳米科技有限公司。
对比例8
本实施例提供一种用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层，具体实施方式同实施例1，所述碳黑的电阻率为＜1.5Ohm·m，购于天津华远化工科技有限公司。
性能测试
1、涂层固化效果测试：
将实施例1-5的涂层涂覆到的钛合金丝材表面，进行固化效果测试，测得料初干温度在80-120℃，固化温度250℃，固化时间10-15min。丝材表面涂层致密完整、色泽黑灰，手触摸无残留。
2、涂层的隔离及摩擦性能测试：
将实施例1-5、对比例1-8样丝清洗干净，送入静电喷涂箱中，用配置好的涂料进行喷涂，然后送入烘箱进行涂层固化。
测试方法：将实施例1-5、对比例1-8的涂层使用静电喷涂的方式涂覆到 的钛合金丝材表面，涂覆厚度为4-8um。使用减径率为10％左右的眼模将实施例1-5、对比例1-8的涂敷好的丝样进行直接拉拔，能够顺利通过拉拔，且丝样表面涂层完好为合格。拉拔后丝样表面涂层出现脱落、露白、划伤等现象均视为不合格。测得隔离及摩擦性能结果如下表2。
3、热稳定性测试：
测试方法：将实施例1-5、对比例1-8的涂层使用静电喷涂的方式涂覆到 的钛合金丝材表面，涂覆厚度为4-8um。将涂敷好的样丝在烘箱中(温度850℃)保温2min后取出检查，观察涂层是否完好无损，且没有变色剥落现象。涂层完好无损且无变色脱落，则记为A类，涂层轻微变色脱落则记为B类，涂层出现大量变色或脱落则记为C类。测得结果如下表2。
4、附着力测试：
测试方法：采用QFD型电动漆膜附着力测试仪，按GB/T 1720-1979(1989)测试涂层的附着力。
将实施例1-5、对比例1-8的涂层进行附着力测试，测得附着力等级如下表2。
5、润滑效果测试：
将实施例1-5、对比例1-8的涂层使用静电喷涂的方式涂覆到的钛合金丝材表面，涂覆厚度为4-8um。将丝材通过两模两冲的连续热墩，加热温度为750℃，观察材料成型情况。若未出现涂层破损脱落、材料粘模具、劈裂等情况，则记为产品合格，否则则产品不合格。测得产品合格情况结果如下表2。
表2
Claims (10)
1.一种用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层，其特征在于，按重量份计，所述涂层的原料包括：石墨20-30份、二硫化钼30-40份、碳化钼3-10份、硅酸盐20-30份、硅粉1-5份、稀释剂15-30份。
2.根据权利要求1所述的用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层，其特征在于，所述石墨的平均粒径＜3um，比表面积为10-50m2/g。
3.根据权利要求1所述的用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层，其特征在于，所述二硫化钼为纳米二硫化钼。
4.根据权利要求1所述的用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层，其特征在于，所述润滑涂层的原料还含有碳黑；所述碳黑与二硫化钼的质量比为1：3-5。
5.根据权利要求1所述的用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层，其特征在于，所述硅酸盐为硅酸钠、硅酸镁、硅酸铝、硅酸钾、硅酸锂中的一种或多种混合。
6.根据权利要求5所述的用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层，其特征在于，所述硅酸盐为硅酸钠、硅酸镁；所述硅酸钠和硅酸镁的质量比为3-5：1。
7.根据权利要求1所述的用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层，其特征在于，所述稀释剂为聚乙二醇、二甲苯、丙酮、醋酸丁酯、醋酸异戊酯、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、丙烯酸十八酯中的一种或几种混合。
8.根据权利要求7所述的用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层，其特征在于，所述稀释剂为乙二醇丁醚醋酸酯和丙烯酸十八酯。
9.根据权利要求8所述的用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层，其特征在于，所述乙二醇丁醚醋酸酯和所述丙烯酸十八酯的质量比为5-8：1。
10.根据权利要求1-9任一项所述的耐高温高润滑涂层在航空紧固件丝材中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310705395.4A CN116769334A (zh) | 2023-06-14 | 2023-06-14 | 一种用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310705395.4A CN116769334A (zh) | 2023-06-14 | 2023-06-14 | 一种用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层及其应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116769334A true CN116769334A (zh) | 2023-09-19 |
Family
ID=87992359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310705395.4A Pending CN116769334A (zh) | 2023-06-14 | 2023-06-14 | 一种用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116769334A (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007076769A2 (de) * | 2005-12-12 | 2007-07-12 | Nano-X Gmbh | Beschichtungsmaterial für substrate enthaltend ein schmiermittel für umformprozessen |
| US20100266367A1 (en) * | 2009-04-17 | 2010-10-21 | Illinois Tool Works, Inc. | Fastener tip coating chemistry |
-
2023
- 2023-06-14 CN CN202310705395.4A patent/CN116769334A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007076769A2 (de) * | 2005-12-12 | 2007-07-12 | Nano-X Gmbh | Beschichtungsmaterial für substrate enthaltend ein schmiermittel für umformprozessen |
| US20100266367A1 (en) * | 2009-04-17 | 2010-10-21 | Illinois Tool Works, Inc. | Fastener tip coating chemistry |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20160152840A1 (en) | Hydrophobic coating for coated article | |
| EP2730679B1 (en) | Chromium-free silicate-based ceramic compositions | |
| Wang et al. | Surface-modified CeO2 coating with excellent thermal shock resistance performance and low infrared emissivity at high-temperature | |
| JP6337054B2 (ja) | 超合金基材を熱及び腐食から保護するための多層被覆系 | |
| Qi et al. | Effects of low-melting glass powder on the thermal stabilities of low infrared emissivity Al/polysiloxane coatings | |
| EP2535385A2 (en) | Energy-saving anti-corrosive metal film composition and manufacturing method for same | |
| CN113004029A (zh) | 一种具有双层结构的耐高温陶瓷涂层及其制备方法和应用 | |
| CN116769334A (zh) | 一种用于航空紧固件丝材的耐高温高润滑涂层及其应用 | |
| CN109985787A (zh) | 一种铝碳化硅复合材料的表面处理方法 | |
| CN114149703A (zh) | 水性防渗铝涂料及基于化学气相沉积的部分渗铝改性方法 | |
| CN114182251B (zh) | 空天飞行器发动机喷管高温防护涂层及其制备方法和应用 | |
| Chen et al. | Multi-functional and durable anti-corrosion coatings with hydrophobic, freeze time retardation and photothermal properties by means of a simple spraying method | |
| JP2015102666A (ja) | 反射防止膜形成用塗布液および反射防止膜付基材とその製造方法ならびにその用途 | |
| CN111560218A (zh) | 一种热膨胀匹配的红外低发射率涂料及其制备方法和涂层 | |
| CN110698888A (zh) | 一种高温的超导透明薄膜的制备方法 | |
| EP3966290A1 (en) | Chromate-free ceramic coating compositions for hot corrosion protection of superalloy substrates | |
| CN114891553B (zh) | 一种钛合金型材挤压用玻璃润滑的制备方法及玻璃润滑剂 | |
| JP5480779B2 (ja) | プレコートアルミニウム板 | |
| CN114349539B (zh) | C/SiC-HfC复合材料零件过渡相涂层制备方法、过渡相涂层浆料及构件热防护方法 | |
| WO2024041599A1 (zh) | 用于镀锌钢板的无铬无机表面处理剂、成品镀锌钢板及其制造方法 | |
| CN115849900B (zh) | 一种氧化锆陶瓷涂层及其制备方法和应用 | |
| WO2023191090A1 (ja) | 鋼板の搬送用ロール | |
| JP5647587B2 (ja) | プレコート金属板 | |
| CN115873440A (zh) | 一种耐高温吸波涂料及其制备方法、宽频吸波材料及其制备方法 | |
| CN103131324A (zh) | 一种专用耐高温涂料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |