聚四氟乙烯基耐腐蚀固体润滑膜制造技术

技术编号:10925197 阅读:178 留言:0更新日期:2015-01-19 19:23
本实用新型专利技术提供了一种聚四氟乙烯基耐腐蚀固体润滑膜,包括:布置在金属运动零部件的表面的氮化钛过渡层;布置在所述氮化钛过渡层的表面的聚四氟乙烯基复合润滑层。本实用新型专利技术的聚四氟乙烯基耐腐蚀固体润滑膜在WTM-2型摩擦磨损试验机上进行摩擦性能测试,固体润滑膜的摩擦系数小于0.15,滑动摩擦寿命大于1.8×105r,采用氮化钛作为过渡层,氮化钛与金属运动零部件的结构材料在弹性模量、热膨胀系数、化学和结构上匹配,不仅能减少镀层内和界面区的应力,而且能提高膜基结合力,延长了镀层的耐磨寿命。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供了一种聚四氟乙烯基耐腐蚀固体润滑膜,包括:布置在金属运动零部件的表面的氮化钛过渡层;布置在所述氮化钛过渡层的表面的聚四氟乙烯基复合润滑层。本技术的聚四氟乙烯基耐腐蚀固体润滑膜在WTM-2型摩擦磨损试验机上进行摩擦性能测试,固体润滑膜的摩擦系数小于0.15,滑动摩擦寿命大于1.8×105r,采用氮化钛作为过渡层,氮化钛与金属运动零部件的结构材料在弹性模量、热膨胀系数、化学和结构上匹配,不仅能减少镀层内和界面区的应力,而且能提高膜基结合力,延长了镀层的耐磨寿命。【专利说明】聚四氟乙烯基耐腐蚀固体润滑膜
本技术涉及一种耐腐蚀润滑材料,特别是一种聚四氟乙烯基耐腐蚀固体润滑膜。
技术介绍
聚四氟乙烯是一种具有优异化学稳定性、介电性能、耐高低温性及较低摩擦因数的工程塑料,是已知固体材料中最好的干摩擦材料之一,其在化学化工、机械工业、交通运输、航空航天等行业有着广泛的应用。但是纯聚四氟乙烯又存在力学性能差、磨损率高、导热导电性能差、线膨胀系数和承载变形大等缺点,使其应用受到限制。二硫化钥作为固体润滑剂,由于具有低摩擦、高耐磨和承载力大等优异的真空摩擦学性能,被欧美、俄罗斯等航天强国广泛地应用于解决空间环境下机械的润滑问题。二硫化钥本身的化学性质相当稳定,可耐大多数酸并且耐辐射,但是,在海洋环境下,二硫化钥膜层与金属基体界面容易发生丝状腐蚀,生成酸性产物,导致膜层从基体表面剥落。随着海南发射基地的建成,亟需研制兼具良好耐腐蚀性和润滑性的固体润滑材料用于航天领域金属零部件的润滑。 目前国内外制备聚四氟乙烯/二硫化钥复合固体润滑膜的主要工艺有两种:(I)采用青铜粉、聚酰亚胺、二硫化钥和石墨等作为填料填充聚四氟乙烯改性复合材料中;(2)将混有聚四氟乙烯颗粒的油脂配合二硫化钥固体润滑膜对金属零部件进行润滑。前者存在青铜粉和二硫化钥均易在盐雾环境下发生腐蚀,生产氧化铜和氧化钥而失效;后者易挥发变干,且在盐雾环境下容易乳化失效,也不太满足于航天部分金属零部件的无油润滑需求。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足而提供一种兼具良好润滑性和耐腐蚀性的聚四氟乙烯基耐腐蚀固体润滑膜。 为解决上述问题,本技术提供一种聚四氟乙烯基耐腐蚀固体润滑膜,包括: 布置在金属运动零部件的表面的氮化钛过渡层; 布置在所述氮化钛过渡层的表面的聚四氟乙烯基复合润滑层。 进一步的,在上述聚四氟乙烯基耐腐蚀固体润滑膜中,所述金属运动零部件的材质为钛、招、钛合金、招合金或钢。 进一步的,在上述聚四氟乙烯基耐腐蚀固体润滑膜中,所述氮化钛过渡层的厚度为 200nm?400nm。 进一步的,在上述聚四氟乙烯基耐腐蚀固体润滑膜中,所述聚四氟乙烯基复合润滑层的厚度为lunT5um。 与现有技术相比,本技术的有益效果如下: ( I)本技术聚四氟乙烯基耐腐蚀固体润滑膜在WTM-2型摩擦磨损试验机上进行摩擦性能测试,固体润滑膜的摩擦系数小于0.15,滑动摩擦寿命大于1.8X105!.,在美国CCT-600型循环盐雾腐蚀试验箱进行盐雾试验,固体润滑膜的保护等级和外观等级均为10级,适用于海洋环境下金属零部件的固体润滑; (2)采用氮化钛作为过渡层,氮化钛与金属运动零部件的结构材料在弹性模量、热膨胀系数、化学和结构上匹配,不仅能减少镀层内和界面区的应力,而且能提高膜基结合力,延长了镀层的耐磨寿命。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术一实施例的聚四氟乙烯基耐腐蚀固体润滑膜的结构图; 其中,I为金属运动零部件,2为氮化钛过渡层,3为聚四氟乙烯基复合润滑层。 【具体实施方式】 为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和【具体实施方式】对本技术作进一步详细的说明。 如图1所示,本技术提供一种聚四氟乙烯基耐腐蚀固体润滑膜,包括: 布置在金属运动零部件I的表面的氮化钛过渡层2 ; 布置在氮化钛过渡层2的表面的聚四氟乙烯基复合润滑层3。 优选的,所述氮化钛过渡层2采用离子注入与沉积工艺布置在金属运动零部件I的表面。 优选的,所述聚四氟乙烯基复合润滑层采用多靶磁控共溅射工艺布置在氮化钛过渡层I的表面。 优选的,所述聚四氟乙烯基耐腐蚀固体润滑膜的摩擦系数小于0.15,滑动摩擦寿命大于1.8X 105r,进行盐雾试验,保护等级和外观等级均为10级,适用于海洋环境下金属零部件的固体润滑。 优选的,所述金属运动零部件I的材质为钛、铝、钛合金、铝合金或钢。 优选的,所述氮化钛过渡层2的厚度为200nnT400nm。 优选的,所述聚四氟乙烯基复合润滑层3的厚度为1ιιπΓ5ιιπι。 本技术的聚四氟乙烯基耐腐蚀固体润滑膜的制备方法的步骤如下: ( I)氮化钛过渡层的制备 将金属运动零部件布置在多功能离子注入与磁控溅射复合设备真空室的转台上,将钛阴极布置在金属源靶位上,开启真空获得设备,当真空室内本底真空达到I X KT3Pa?5 X KT3Pa时,充入氮气至工作气压为3 X KT2Pa?3 X KT1Pa ;待气压稳定后,依次开启转台的高压电源、钛阴极的金属源电源和触发电源,在金属运动零部件表面制备氮化钛过渡层; (2)聚四氟乙烯基复合润滑层的制备 将聚四氟乙烯靶、二硫化钥靶和钛靶分别布置在多功能离子注入与磁控溅射复合设备真空室的三个磁控溅射靶位上;待完成氮化钛过渡层的制备后,关闭转台的高压电源、钛阴极的金属源电源和触发电源,并关闭氮气充气阀;重新开启真空获得系统,当真空室内本底真空达到lXl(T3Pa?5X10-3Pa时,充入氩气至工作气压为3 X KT1Pa?9 X KT1Pa ;待气压稳定后同时开启聚四氟乙烯靶、二硫化钥靶和钛靶的溅射电源,在氮化钛过渡层表面制备聚四氟乙烯基复合润滑层。 综上所述,本技术的有益效果如下: ( I)本技术聚四氟乙烯基耐腐蚀固体润滑膜在WTM-2型摩擦磨损试验机上进行摩擦性能测试,固体润滑膜的摩擦系数小于0.15,滑动摩擦寿命大于1.8X105!.,在美国CCT-600型循环盐雾腐蚀试验箱进行盐雾试验,固体润滑膜的保护等级和外观等级均为10级,适用于海洋环境下金属零部件的固体润滑; (2)采用氮化钛作为过渡层,氮化钛与金属运动零部件的结构材料在弹性模量、热膨胀系数、化学和结构上匹配,不仅能减少镀层内和界面区的应力,而且能提高膜基结合力,延长了镀层的耐磨寿命; (3)采用三靶共溅射工艺,既提高了膜层的致密度,又充分发挥了聚四氟乙烯、二硫化钥和钛的协同作用,使得膜层既具有优异的化学稳定性和耐蚀性,又有良好的润滑性和力学性能; (4)上述工艺制备的聚四氟乙烯基耐腐蚀固体润滑膜,膜层均匀致密、缺陷少、成分比例可控、无须后处理且工艺简单、成本较低。 显然,本领域的技术人员可以对技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样,倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内,则本技术也意图包括这些改动和变型在内。【权利要求】1.一种聚四氟乙烯基耐腐蚀固体润滑膜,其特征在于,包括: 布置在金属运动零部件的表面的氮化本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种聚四氟乙烯基耐腐蚀固体润滑膜,其特征在于,包括:布置在金属运动零部件的表面的氮化钛过渡层;布置在所述氮化钛过渡层的表面的聚四氟乙烯基复合润滑层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:苏达郭立杰熊艳艳刘明芳石磊
申请(专利权)人:上海航天设备制造总厂
类型:新型
国别省市:上海;31

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