本发明专利技术提供了一种NiAl基合金在二氧化碳环境中的自润滑耐磨损应用，所述NiAl基合金为NiAl‑2.5Ta‑7.5Cr‑1B‑5Co‑2.5Re合金，所述CO2环境中CO2的质量分数为85％～99.9％，所述CO2作为气体润滑剂，对磨件材料为陶瓷材料。本申请中NiAl‑2.5Ta‑7.5Cr‑1B‑5Co‑2.5Re合金在摩擦磨损过程中，其摩擦表面自形成了润滑膜，NiA+l‑2.5Ta‑7.5Cr‑1B‑5Co‑2.5Re合金生成润滑膜后摩擦系数明显下降，并具有持久自润滑特征，在CO2环境气氛下的磨损率远低于空气环境，CO2环境气氛下的耐磨损性能较空气环境中提高了1.6～6.5倍。
Self lubrication and abrasion resistant application of NiAl based alloy in carbon dioxide environment
The invention provides a NiAl based alloy in carbon dioxide in the environment of self lubrication wear resistance applications, the NiAl based alloy NiAl 2.5Ta 7.5Cr 1B 5Co 2.5Re alloy, the mass fraction of the CO2 of CO2 was 85% ~ 99.9%, the CO2 gas as a lubricant, pieces of grinding materials for ceramic materials. The application of NiAl 2.5Ta 7.5Cr 1B 5Co 2.5Re alloy in the process of friction and wear, the friction surface formed self lubricating film, generating NiA+l 2.5Ta 7.5Cr film 1B 5Co 2.5Re alloy the friction coefficient decreased obviously and have lasting self lubrication characteristics, wear in atmosphere CO2 the rate is far lower than the air environment, wear resistance of CO2 atmosphere than in air is increased by 1.6 to 6.5 times.
【技术实现步骤摘要】
一种NiAl基合金在二氧化碳环境中的自润滑耐磨损应用
本专利技术涉及镍铝基合金自润滑耐磨损应用
，尤其涉及一种NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金在CO2环境中的自润滑耐磨损应用。
技术介绍
金属间化合物NiAl熔点高(1638℃)，密度低(5.95g/cm3)，导热性好，抗氧化性、抗腐蚀性以及力学性能优异并且具有良好的自润滑特性。室温下，NiAl的干摩擦磨损受控于压缩塑性变形，其拉伸塑性与硬度、强度、压缩塑性和加工硬化能力相比成为次要的性能指标。多年来，人们从合金化，制备内生和外生复合材料的角度出发，采用固溶强化、第二相强化、氧化物弥散强化(ODS)等方法，提高了NiAl合金的抗高温蠕变性能和室温断裂韧性。但NiAl基合金作为高温结构材料的实际应用主要分布于Ni基和Co基高温合金的涂层材料，其高温蠕变强度及其2％的室温拉伸塑性成为限制NiAl基合金广泛应用的主要原因。目前，国内外研究主要分析了NiAl基合金摩擦表面润滑膜与传统的Ni基自润滑合金润滑膜在微观组织结构上的区别，提出了玻璃相与纳米氧化物颗粒组成的玻璃陶瓷润滑膜比纳米氧化物颗粒润滑膜具有更好的减摩耐磨功能的理论。鉴于实际应用生产中，材料的摩擦磨损性能不仅取决于其摩擦副材料的结构与性质，而且与速度、载荷、环境(温度、湿度，气氛)等工况有着密切的联系，目前，关于NiAl基合金在CO2环境气氛下的摩擦磨损性能还未见报道；也未见关于CO2环境气氛下具有自润滑耐磨损特性材料的研究报道。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种NiAl基合金在CO2环境中的自润滑耐磨损应用，NiAl基合金为NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金，开辟CO2作为气体润滑剂进行实际应用的新途径，提供了一种CO2作为气体润滑剂的实际应用新技术。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种NiAl基合金在CO2环境中的自润滑耐磨损应用，所述NiAl基合金为NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金，所述CO2环境中CO2的质量分数为85％～99.9％，所述CO2作为气体润滑剂，对磨件材料为陶瓷材料。优选地，所述陶瓷材料为Si3N4或SiC。优选地，在摩擦磨损过程中，所述对磨件的载荷为5～10N。优选地，在摩擦磨损过程中，所述对磨件的滑动速度为0.1～0.2m/s。优选地，所述自润滑耐磨损应用的温度为0～40℃。优选地，所述NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金在摩擦磨损过程中形成自生润滑膜后的摩擦系数为0.15～0.22。优选地，所述NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金的磨损率为3.10～5.87×10-15m3/(m·N)。本专利技术提供了一种NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金在CO2环境中的自润滑耐磨损应用，所述CO2环境中CO2的质量分数为85％～99.9％，所述CO2作为气体润滑剂，对磨件材料为陶瓷材料。本申请中NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金在摩擦磨损过程中，其摩擦表面自形成了润滑膜，NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金的在初始磨合阶段具有较高的摩擦系数(0.42～0.57)，生成润滑膜后摩擦系数明显下降(0.15～0.22)，并具有持久自润滑特征，在CO2环境气氛下，NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金的磨损率为3.10～5.87×10-15m3/(m·N)，低于空气环境(磨损率为8.55～35.44×10-15m3/(m·N))，CO2环境气氛下的耐磨损性能较空气环境中提高了1.6～6.5倍。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术实施例1中NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金磨损后表面润滑膜截面形貌；图2为本专利技术实施例1中NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金摩擦表面形貌；图3为本专利技术实施例1中NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金摩擦系数变化趋势；图4为本专利技术实施例2中NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金摩擦表面形貌；图5为本专利技术实施例2中NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金摩擦系数变化趋势；图6为本专利技术实施例3中NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金摩擦表面形貌；图7为本专利技术实施例3中NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金摩擦系数变化趋势；图8为本专利技术实施例4中NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金摩擦表面形貌；图9为本专利技术实施例4中NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金摩擦系数变化趋势；图10为本专利技术实施例5中NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金摩擦表面形貌；图11为本专利技术实施例5中NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金摩擦系数变化趋势。图12为本专利技术对比例中NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co合金摩擦表面形貌；图13为本专利技术对比例中NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co合金摩擦系数变化趋势。具体实施方式本专利技术提供了一种NiAl基合金在CO2环境中的自润滑耐磨损应用，所述NiAl基合金为NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金，所述CO2环境中CO2的质量分数为85％～99.9％，所述CO2作为气体润滑剂，对磨件材料为陶瓷材料。本专利技术对所述NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品或采用本领域常规技术手段制得的合金即可；在本专利技术实施例中，所述的NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金采用电解Ni、金属Al、Cr、Ta、Ni-B、Co、以及Re(>99.9wt.％)作为原材料，按照NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re(at.％)的配比，在真空电弧炉中熔炼并浇注成圆锭。在本专利技术中，所述CO2环境中CO2的质量分数优选为90％～95％，在本专利技术中，所述CO2的质量分数越高润滑效果越好。在本专利技术中，所述陶瓷材料优选为Si3N4或SiC；本专利技术对所述陶瓷材料的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本专利技术中，在摩擦磨损过程中，所述对磨件的载荷优选为5～10N，更优选为6～8N。在本专利技术中，在摩擦磨损过程中，所述对磨件的滑动速度优选为0.1～0.2m/s。在本专利技术中，在摩擦磨损过程中，所述自润滑耐磨损应用优选在0～40℃下进行，在本专利技术实施例中优选在在室温下进行，不需要额外的加热或降温。在本专利技术中，所述CO2环境优选按照以下步骤得到：采用机械泵将密闭容器抽真空至10pa至2×104pa，再充入CO2气体至8×104pa。在本专利技术中，所述NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金在摩擦磨损过程中形成自生润滑膜后的摩擦系数本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种NiAl基合金在二氧化碳环境中的自润滑耐磨损应用，所述NiAl基合金为NiAl‑2.5Ta‑7.5Cr‑1B‑5Co‑2.5Re合金，其特征在于，所述CO2环境中CO2的质量分数为85％～99.9％，所述CO2作为气体润滑剂，对磨件的材质为陶瓷材料。
【技术特征摘要】
1.一种NiAl基合金在二氧化碳环境中的自润滑耐磨损应用，所述NiAl基合金为NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金，其特征在于，所述CO2环境中CO2的质量分数为85％～99.9％，所述CO2作为气体润滑剂，对磨件的材质为陶瓷材料。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述陶瓷材料为Si3N4或SiC。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，在摩擦磨损过程中，所述对磨件的载荷为5～10N。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，在摩擦...
【专利技术属性】
技术研发人员：王振生，苏新，彭真，宋力，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43
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