The invention relates to the field of high temperature corrosion resistance and self lubrication, in particular to a high temperature resistant and anti-oxidation metal base self-lubricating composite material and a preparation method thereof. The composite material with high Lvnie alloy as matrix, calcium fluoride / barium fluoride eutectic and enamel for self lubricating phase, three to two aluminum oxide as a hard phase, with two rare earth oxides of cerium oxide, yttrium oxide three two arbitrary ratio for antioxidants composed by spark plasma sintering prepared. Among them, according to the weight percentage, high Lvnie base alloy is 65% ~ 82%, 8% ~ 15% self-lubricating phases (including calcium fluoride / barium fluoride eutectic is less than or equal to 10%, 3 to 10% enamel, three), two aluminum oxide is 6 ~ 15%, 2 ~ 10% antioxidants. Through the design, high aluminum nickel base alloy with high temperature self-lubricating phase antioxidant model enamel join, the composite material has high temperature resistance, oxidation resistance and excellent self lubrication can be used for comprehensive performance, antioxidation, high temperature resistance, self lubrication parts production environment.
【技术实现步骤摘要】
一种耐高温抗氧化的金属基自润滑复合材料及其制备方法
:本专利技术涉及耐高温腐蚀与自润滑领域,具体涉及一种耐高温抗氧化的金属基自润滑复合材料及其制备方法,该复合材料可用于抗氧化、耐高温、自润滑环境下零部件的生产。
技术介绍
:高温、高速和高载荷等苛刻工况条件下的摩擦磨损以及润滑状况是决定航空发动机、空间运载工具、航天器等空间机械系统的推重比和服役寿命的关键因素之一。在高温条件下工作的许多设备与零部件都要求摩擦学系统在极端高温下仍具有良好的润滑状态,如:绝热柴油发动机的工作温度高达760℃,其缸套与活塞环以及阀门杆的润滑极为重要。目前缸套与活塞环滑动接触的润滑方法是将活塞环放置在活塞的底端(底端温度较低),使用常用的低温固体润滑相MoS2和PTEE以实现固体自润滑的目标,但该结构中活塞环和活塞顶部之间的环形空隙降低发动机的整体效率5~10%,因此需要使用耐热性更高的固体润滑材料。而在涡轮航空发动机中,轴承和润滑相的工作温度也达到650℃,部分关节轴承的服役温度更是达到900℃甚至以上,滑动部件轴密封和推力盘中的润滑相必须满足耐高温、高强的需要。另外,在高温高速工作条件下,发动机轴衬容易出现摩擦磨损和断裂,采用耐高温固体自润滑复合材料可降低高温条件下的衬套或者关节轴承的摩擦磨损。为了满足固体自润滑复合材料的耐高温、高承载以及冲击韧性要求,通常采用耐热合金作为复合材料的基体。镍基、钴基、铁基等耐热合金在摩擦磨损的同时发生高温氧化,于磨损表面生成一种硬而光滑的压实氧化物层,又称釉质层。釉质层具有玻璃的外观和多晶特征,能够有效降低滑行阻力(降低摩擦系数),保护基体,防 ...
【技术保护点】
一种耐高温抗氧化的金属基自润滑复合材料,其特征在于:按重量百分含量计,该复合材料组成如下:金属基体相65~82%;自润滑相8~15%;硬质相6~15%;抗氧化剂2~10%。
【技术特征摘要】
1.一种耐高温抗氧化的金属基自润滑复合材料,其特征在于:按重量百分含量计,该复合材料组成如下:金属基体相65~82%;自润滑相8~15%;硬质相6~15%;抗氧化剂2~10%。2.按照权利要求1所述的耐高温抗氧化的金属基自润滑复合材料,其特征在于:所述金属基体相为高铝镍基合金,制备复合材料用金属基体相的原始粉末颗粒度小于20μm;所述自润滑相为氟化物以及搪瓷、玻璃或微晶玻璃,颗粒度小于10μm,其中氟化物为氟化钙与氟化钡的共晶物,含量不超过10wt%,搪瓷、玻璃或微晶玻璃为二氧化硅体系,含量为3~10wt%;硬质相为三氧化二铝,颗粒度小于10μm;抗氧化剂为二氧化铈、三氧化二钇的任意配合,颗粒度小于100nm。3.按照权利要求2所述的耐高温抗氧化的金属基自润滑复合材料,其特征在于:所述的高铝镍基合金中,铝含量为10~18wt%,铬含量为12~30wt%,余量为镍,其相结构以γ-Ni与γ’-Ni3Al为主。4.按照权利要求2所述的耐高温抗氧化的金属基自润滑复合材料,其特征在于:按重量百分含量计,所述高温自润滑相之一的搪瓷具体组成如下:二氧化硅40~65%;三氧化二硼3~15%;三氧化二铝3~15%;氧化钠和/或氧化钾11~25%;其它≤15%,其它是指氧化锌、氧化钙、二氧化锆、氧化镁、二氧化钛、氧化镍、氧化钴之一种或两种以上。5.按照权利要求4所述的耐高温抗氧化的金属基自润滑复合材料,其特征在于,所述高温自润滑相之一搪瓷的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈明辉,王群昌,王福会,
申请(专利权)人:东北大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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