一种在金属摩擦与磨损表面生成保护层的制剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种在金属摩擦与磨损表面生成保护层的制剂及其制备方法，它采用如下的技术方案：其配方按重量份组成如下：层状羟基硅酸盐粉：80-99；表面改性剂：45-50；碳化石墨化催化剂：4-6；它采用以润滑剂作载体，将含有特定修复作用的制剂配方送入零件表面的摩擦接触区，通过制剂与摩擦副表面以及产生的摩擦热量驱动参与修复与磨损微粒等第三体之间发生的力化学反应，使摩擦副表面获得原位合金化强化，使其具备金属陶瓷的高硬度和优质合金钢特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在金属摩擦与磨损表面生成保护层的制剂及其制备方法。
技术介绍
在我国，磨损、腐蚀、疲劳是材料失效的三种主要形式。有资料指出：全世界能量产出的1/3到1/2被用于克服摩擦阻力。据我国冶金矿山、农机、煤炭、电力和建材五个部门的不完全统计，每年由于摩擦磨损造成的材料损失和能源浪费高达数十亿元。和工业发达国家相比，由于我国相同工业产值的能耗高，造成我国资源浪费很大，节能降耗一直是我国工业发展中努力追求的目标。我国有关行业进口的机械设备，由于零件磨损，每年需补充购买的各类备件约数十亿美元。以汽车为例，出租车每个使用周期为5--8年，期间都有大修1-3次，每次配件维修费用为3000-5000元。包括磨合期的汽油消耗每台3000元，一般的二三线城市1万台车计算，近亿元的资源浪费，耗费了国家大力资金及能源。我国生产的各型内燃机、汽轮机、减速齿轮箱等等，处于高速、高负荷运转下的部件，受钢材质量和加工工艺的影响，都存在着严重的摩擦磨损问题，造成其使用寿命低、故障率高、维修周期短的突出问题。本司针对上述情况，研发出在金属摩擦与磨损表面生成保护层的制剂， 它是以利用润滑剂作载体，将含有特定修复作用的制剂配方送入零件表面的摩擦接触区，通过制剂与摩擦副表面以及产生的摩擦热量驱动参与修复与磨损微粒等第三体之间发生的力化学(摩擦化学)反应，使摩擦副表面获得原位合金化强化。例如：我国每年进口大量石油，汽车、船舶、铁路内燃机车均以燃油作为能源。中国内燃机车每年消耗燃油500多万吨，使用本司的“金属磨损智能修复材料”后按机车在使用中的燃油耗下降4％计算，则每年可节省燃油20万吨；内燃机的中修修程由30万公里延长到50-60万公里，每年还可以节省大量零修、辅修、中修费用，提高机车在线利用率(检修率下降1％，相当于全国每天多投入150台内燃机车的运力)，若将适用范围进一步扩大到车厢轮轴、压缩机、道轨等易磨损系统，所产生的综合效益必定更为显著，数据将更加惊人。我国是润滑油消耗大国，仅次于美、俄。我国每年消耗润滑油340万吨，其中包括从国外进口50万吨。如果内燃机润滑油改用加添有本司的“金属磨损智能修复材料”超细粉体和抗氧化剂的基础油，则不仅能够使现有的内燃机实现“节能降耗”，而且轻松实现发动机的“终生免大修”，还可减少高档润滑油基础油的进口量。其效果按中国拥有的1800万辆汽车和数百万艘以内燃机为动力的船只，所降低的能源消耗、延长摩擦磨损部件的寿命、提高运营率的综合经济效益可达数百亿元。此外，中国纺织机械、石油化工机械、矿山机械、冶金机械等领域都存在着使用寿命短的“瓶颈”，使用本司制剂后将使这些彻底改变。因而本司所设计的在金属摩擦与磨损表面生成保护层的制剂，将会提高中国工业产品的竞争能力，带动相关产业的发展，对国民经济发展有重大影响，对中国走出一条科技含量高、资源消耗低、经济效益好的新型工业化道 路，实现国民经济节约能源和环境保护这两项人类可持续发展的战略目标，具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的在金属摩擦与磨损表面生成保护层的制剂及其制备方法，它采用以润滑剂作载体，将含有特定修复作用的制剂配方送入零件表面的摩擦接触区，通过制剂与摩擦副表面以及产生的摩擦热量驱动参与修复与磨损微粒等第三体之间发生的力化学(摩擦化学)反应，使摩擦副表面获得原位合金化强化，使其具备金属陶瓷的高硬度和优质合金钢特性。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术所述的在金属摩擦与磨损表面生成保护层的制剂及其制备方法，它采用如下的技术方案：其配方按重量份组成如下：层状羟基硅酸盐粉：80-99；表面改性剂：45-50；碳化石墨化催化剂：4-6；其制备方法采用如下方法步骤：1)按上述重量分比例，将天然羟基硅酸镁矿石粉体与表面改性剂研磨成纳米至微米量级的油溶性复合粉体；3)在步骤1)中的油溶性复合粉体加入碳化石墨化催化剂继续研磨形成均匀组合物粉体；3)将步骤2)中的均匀组合物粉体，按质量比0.1-5％的比例混入基础润 滑剂中，制成浓缩剂；4)将步骤3)中制得的浓缩剂，直接按浓缩剂∶润滑剂＝1∶9的比例加入到润滑剂中使用。进一步地，其配方按重量份组成如下：层状羟基硅酸盐粉：80-99；表面改性剂：15-20；碳化石墨化催化剂：1-3。进一步地，其配方按重量份组成如下：层状羟基硅酸盐粉：80-99；表面改性剂：11-12；碳化石墨化催化剂：1.5-6。进一步地，所述层状羟基硅酸盐粉为羟基硅酸镁矿石粉。进一步地，所述羟基硅酸镁矿石粉是指蛇纹石、滑石、海泡石、阳起石矿石粉中的一种或几种的组合。采用上述结构后，本专利技术有益效果为：本专利技术所述的在金属摩擦与磨损表面生成保护层的制剂及其制备方法，本专利技术它采用以润滑剂作载体，将含有特定修复作用的制剂配方送入零件表面的摩擦接触区，通过制剂与摩擦副表面以及产生的摩擦热量驱动参与修复与磨损微粒等第三体之间发生的力化学(摩擦化学)反应，使摩擦副表面获得原位合金化强化，使其具备金属陶瓷的高硬度和优质合金钢特性。具体实施方式下面对专利技术作进一步的说明。本专利技术所述的在金属摩擦与磨损表面生成保护层的制剂及其制备方法，它采用如下的技术方案：其配方按重量份组成如下：层状羟基硅酸盐粉：80-99；表面改性剂：45-50；碳化石墨化催化剂：4-6；其制备方法采用如下方法步骤：1)按上述重量分比例，将天然羟基硅酸镁矿石粉体与表面改性剂研磨成纳米至微米量级的油溶性复合粉体；4)在步骤1)中的油溶性复合粉体加入碳化石墨化催化剂继续研磨形成均匀组合物粉体；3)将步骤2)中的均匀组合物粉体，按质量比0.1-5％的比例混入基础润滑剂中，制成浓缩剂；4)将步骤3)中制得的浓缩剂，直接按浓缩剂∶润滑剂＝1∶9的比例加入到润滑剂中使用。作为本专利技术的一种优选，其配方按重量份组成如下：层状羟基硅酸盐粉：80-99；表面改性剂：15-20；碳化石墨化催化剂：1-3。作为本专利技术的一种优选，其配方按重量份组成如下：层状羟基硅酸盐粉：80-99；表面改性剂：11-12；碳化石墨化催化剂：1.5-6。作为本专利技术的一种优选，所述层状羟基硅酸盐粉为羟基硅酸镁矿石粉。作为本专利技术的一种优选，所述羟基硅酸镁矿石粉是指蛇纹石、滑石、海泡石、阳起石矿石粉中的一种或几种的组合。具体实施例一：1)其采用的配方按按重量份如下：蛇纹石(Mg6Si4O10(OH)8)：50；滑石(Mg3(Si4O10)(OH)2)：25；NDZ-133单烷氧基脂肪酸钛酸酯偶联剂：7；纳米PdO碳化石墨化催化剂：0.5；Pt碳化石墨化催化剂：0.5；2)将上述配比蛇纹石与滑石组合物颗粒和NDZ-133单烷氧基脂肪酸钛酸酯偶联剂加入高能球磨机中研磨，研磨时间10小时，转速800转/分钟，研磨后粉体粒度范围为10nm-1μm。然后，再加入PdO和纳米Pt碳化石墨化催化剂粉体继续研磨30分钟，即为可加入润滑油中使用的具有自修复功能的制剂。将制备好的上述制剂按1wt‰的比例加入到SD/CC级15W40汽油机/柴油机通用油中，在大型水平轴抽水泵的轴承摩擦副模拟试验机上进行的试验。轴承模拟试验机中，其轴试样和轴承试样的材质分别为45#钢和巴氏合金本文档来自技高网...

【技术保护点】
在金属摩擦与磨损表面生成保护层的制剂及其制备方法，其特征在于：它采用如下的技术方案：其配方按重量份组成如下：层状羟基硅酸盐粉：80‑99；表面改性剂：45‑50；碳化石墨化催化剂：4‑6；其制备方法采用如下方法步骤：1)按上述重量分比例，将天然羟基硅酸镁矿石粉体与表面改性剂研磨成纳米至微米量级的油溶性复合粉体；2)在步骤1)中的油溶性复合粉体加入碳化石墨化催化剂继续研磨形成均匀组合物粉体；3)将步骤2)中的均匀组合物粉体，按质量比0.1‑5％的比例混入基础润滑剂中，制成浓缩剂；4)将步骤3)中制得的浓缩剂，直接按浓缩剂∶润滑剂＝1∶9的比例加入到润滑剂中使用。

【技术特征摘要】
1.在金属摩擦与磨损表面生成保护层的制剂及其制备方法，其特征在于：它采用如下的技术方案：其配方按重量份组成如下：层状羟基硅酸盐粉：80-99；表面改性剂：45-50；碳化石墨化催化剂：4-6；其制备方法采用如下方法步骤：1)按上述重量分比例，将天然羟基硅酸镁矿石粉体与表面改性剂研磨成纳米至微米量级的油溶性复合粉体；2)在步骤1)中的油溶性复合粉体加入碳化石墨化催化剂继续研磨形成均匀组合物粉体；3)将步骤2)中的均匀组合物粉体，按质量比0.1-5％的比例混入基础润滑剂中，制成浓缩剂；4)将步骤3)中制得的浓缩剂，直接按浓缩剂∶润滑剂＝1∶9的比例加入到润滑剂中使用。2.根据权利要求1所述的在金属摩擦与磨损表面生成保护层...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕振东，
申请(专利权)人：吕振东，
类型：发明
国别省市：山东;37