一种耐高温自润滑型耐磨涂层的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐高温自润滑型耐磨涂层的制备方法，属于自润滑涂层技术领域。本发明专利技术技术方案中采用聚锆氧烷为原料并与聚乳酸复合，形成凝胶材料并作为胶结材料，使其在高温状态下有效负载至材料表面，由于陶瓷材料具有优异的耐热性能，使其在高温状态下稳定存在并有效负载，形成具有耐高温性能的自润滑涂层，同时，由于二硫化钼有效填充和沉积在涂层材料表面后，在自润滑涂层表面形成致密的保护膜，有效提高涂层材料的致密性能，增强涂层材料的承载性能。

Preparation method of high temperature self-lubricating wear-resistant coating

The invention relates to a preparation method of high temperature self lubricating wear-resistant coating, which belongs to the technical field of self lubricating coating. Polyoxyalkanes are used as raw materials and combined with polylactic acid to form a gel material and as a cementing material, so that it is effectively loaded to the surface of the material at high temperature. Because of the excellent heat resistance of the ceramic material, it is stable and effective under high temperature, forming a high temperature resistance. The self lubricating coating is capable of forming a compact protective film on the surface of the self lubricating coating, which is effectively filled and deposited on the surface of the coating material, which can effectively improve the compactness of the coating material and enhance the bearing capacity of the coating material.

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温自润滑型耐磨涂层的制备方法
本专利技术涉及一种耐高温自润滑型耐磨涂层的制备方法，属于自润滑涂层

技术介绍
固体润滑复合材料是材料研究领域的一个重要发展方向，其以在特殊使用条件下具有优良的摩擦学特性而受到学界、工业界的广泛关注。它主要是是通过在金属、非金属或陶瓷材料中添加固体自润滑剂材料混合而成的复合材料，是实现自润滑的主要方式之一。固体自润滑复合材料物理及综合力学性能取决于基体，而润滑性能取决于固体自润滑剂的摩擦学特性。根据基体的不同，通常把固体润滑复合材料分为金属基润滑复合材料、非金属基润滑复合材料、陶瓷基润滑复合材料三类。金属基润滑复合材料是以金属为基体的复合材料，也是研究比较多的一种材料。其自润滑特性取决于在摩擦过程中固体自润滑相的析出和弥散分布，自润滑剂析出越多，则会形成转移润滑膜，可以使摩擦发生在转移膜之间，从而可以减少摩擦磨损。目前，Fe基、Ni基、Co基、Ni-Cr基等高温耐热合金的应用研究比较广泛。如在Ni-Cr合金基体中，S、MoS2/WS2的加入与Cr在高温烧结时，会有新相CrxSy生成，CrxSy大都为六方晶系或单斜晶系，其熔点均较高，当它们形成共晶后，熔点可从1300℃左右降到600～900℃，并在高温中易于变形，在工件表面形成CrxSy润滑膜。非金属基润滑复合材料主要以高分子材料为基体，具有一定的机械强度，质地较软韧性好，吸振降噪，化学稳定性好，摩擦学特性受环境的影响较小，可用于水中及液氮、液氢等超低温环境下，但机械强度低，承载能力较差，耐热和传热性能不理想。所以制备一直居于优异耐热性能的涂层材料很有必要。专利
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对现有自润滑涂层耐热性能较差，机械强度低，承载能力较差的问题，提供了一种耐高温自润滑型耐磨涂层的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：（1）按质量比1:15，将聚锆氧烷添加至二甲苯中，搅拌混合并静置3～5h，得基体液；再取聚乳酸并球磨、粉碎、过筛得球磨粉末，按质量比1:8，将球磨粉末添加至基体液中，超声分散，得分散液；（2）将分散液置于搅拌混合，静置处理，得凝胶液，真空冷冻干燥得干燥凝胶，按质量比1:5，将二硫化钼与干燥凝胶搅拌混合并置于球磨罐中，球磨，过筛得混合粉末；（3）将混合粉末置于管式气氛炉中，通氮气排除空气，升温加热、保温煅烧，静置冷却至室温，球磨粉碎并过筛，得包覆改性粉末；（4）将所需喷涂的表面用无水乙醇洗涤干燥，将包覆改性粉末采用氩气进行等离子体喷涂至所需喷涂的表面，等离子喷涂处理并置于室温下静置20～24h，即可制备得所述的耐高温自润滑型耐磨涂层。步骤（3）所述的氮气通入速率为45～50mL/min。步骤（3）所述的升温加热为按10℃/min升温至1250～1300℃。步骤（4）所述的等离子喷涂处理为，控制等离子体喷涂功率为20～30kW，主汽流量为2～3mL/min，控制喷涂距离为100～150mm，进料速率为20～25g/min，载气流量为0.3～0.5mL/min。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术通过聚锆氧烷为原料并与聚乳酸复合，通过制备形成的凝胶前驱体中添加二硫化钼材料，由于二硫化钼材料涂中的硫原子与基体原子之间的距离足够小，从而形成了共价键，形成了二硫化钼固体润滑涂层，同时在高温煅烧条件下，二硫化钼熔融并因热运动发生扩散现象，并有效包覆和沉积在陶瓷涂层基体表面，形成较为牢固的二硫化钼涂层，进而有效形成自润滑涂层结构；（2）本专利技术技术方案中采用聚锆氧烷为原料并与聚乳酸复合，形成凝胶材料并作为胶结材料，使其在高温状态下有效负载至材料表面，由于陶瓷材料具有优异的耐热性能，使其在高温状态下稳定存在并有效负载，形成具有耐高温性能的自润滑涂层，同时，由于二硫化钼有效填充和沉积在涂层材料表面后，在自润滑涂层表面形成致密的保护膜，有效提高涂层材料的致密性能，增强涂层材料的承载性能。具体实施方式按质量比1:15，将聚锆氧烷添加至二甲苯中，搅拌混合并静置3～5h，得基体液；再取聚乳酸并球磨粉碎，过200目筛得球磨粉末，按质量比1:8，将球磨粉末添加至基体液中，再在200～300W下超声分散10～15min，得分散液并置于45～50℃下搅拌混合2～3h，静置处理6～8h后，得凝胶液；将凝胶液真空冷冻干燥得干燥凝胶；按质量比1:5，将二硫化钼与干燥凝胶搅拌混合并置于球磨罐中，在250～300r/min下球磨3～5h后，过200目筛得混合粉末并将混合粉末置于管式气氛炉中，通氮气排除空气，再在45～50mL/min氮气通入速率下，按10℃/min升温至1250～1300℃下保温煅烧2～3h，静置冷却至室温，球磨粉碎并过200目筛，得包覆改性粉末；将所需喷涂的表面用无水乙醇洗涤干燥，将包覆改性粉末采用氩气进行等离子体喷涂至所需喷涂的表面，控制等离子体喷涂功率为20～30kW，主汽流量为2～3mL/min，控制喷涂距离为100～150mm，进料速率为20～25g/min，载气流量为0.3～0.5mL/min，待喷涂完成后，再在室温下静置20～24h，即可制备得所述的耐高温自润滑型耐磨涂层。实例1按质量比1:15，将聚锆氧烷添加至二甲苯中，搅拌混合并静置3h，得基体液；再取聚乳酸并球磨粉碎，过200目筛得球磨粉末，按质量比1:8，将球磨粉末添加至基体液中，再在200W下超声分散10min，得分散液并置于45℃下搅拌混合2h，静置处理6h后，得凝胶液；将凝胶液真空冷冻干燥得干燥凝胶；按质量比1:5，将二硫化钼与干燥凝胶搅拌混合并置于球磨罐中，在250r/min下球磨3h后，过200目筛得混合粉末并将混合粉末置于管式气氛炉中，通氮气排除空气，再在45mL/min氮气通入速率下，按10℃/min升温至1250℃下保温煅烧2h，静置冷却至室温，球磨粉碎并过200目筛，得包覆改性粉末；将所需喷涂的表面用无水乙醇洗涤干燥，将包覆改性粉末采用氩气进行等离子体喷涂至所需喷涂的表面，控制等离子体喷涂功率为20kW，主汽流量为2mL/min，控制喷涂距离为100mm，进料速率为20g/min，载气流量为0.3mL/min，待喷涂完成后，再在室温下静置20h，即可制备得所述的耐高温自润滑型耐磨涂层。实例2按质量比1:15，将聚锆氧烷添加至二甲苯中，搅拌混合并静置4h，得基体液；再取聚乳酸并球磨粉碎，过200目筛得球磨粉末，按质量比1:8，将球磨粉末添加至基体液中，再在250W下超声分散12min，得分散液并置于47℃下搅拌混合2h，静置处理7h后，得凝胶液；将凝胶液真空冷冻干燥得干燥凝胶；按质量比1:5，将二硫化钼与干燥凝胶搅拌混合并置于球磨罐中，在275r/min下球磨4h后，过200目筛得混合粉末并将混合粉末置于管式气氛炉中，通氮气排除空气，再在47mL/min氮气通入速率下，按10℃/min升温至1275℃下保温煅烧2h，静置冷却至室温，球磨粉碎并过200目筛，得包覆改性粉末；将所需喷涂的表面用无水乙醇洗涤干燥，将包覆改性粉末采用氩气进行等离子体喷涂至所需喷涂的表面，控制等离子体喷涂功率为25kW，主汽流量为2mL/min，控制喷涂距离为125mm，进料速率为22g/min，载气流量为0.4mL本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温自润滑型耐磨涂层的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按质量比1:15，将聚锆氧烷添加至二甲苯中，搅拌混合并静置3～5h，得基体液；再取聚乳酸并球磨、粉碎、过筛得球磨粉末，按质量比1:8，将球磨粉末添加至基体液中，超声分散，得分散液；（2）将分散液置于搅拌混合，静置处理，得凝胶液，真空冷冻干燥得干燥凝胶，按质量比1:5，将二硫化钼与干燥凝胶搅拌混合并置于球磨罐中，球磨，过筛得混合粉末；（3）将混合粉末置于管式气氛炉中，通氮气排除空气，升温加热、保温煅烧，静置冷却至室温，球磨粉碎并过筛，得包覆改性粉末；（4）将所需喷涂的表面用无水乙醇洗涤干燥，将包覆改性粉末采用氩气进行等离子体喷涂至所需喷涂的表面，等离子喷涂处理并置于室温下静置20～24h，即可制备得所述的耐高温自润滑型耐磨涂层。

【技术特征摘要】
1.一种耐高温自润滑型耐磨涂层的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按质量比1:15，将聚锆氧烷添加至二甲苯中，搅拌混合并静置3～5h，得基体液；再取聚乳酸并球磨、粉碎、过筛得球磨粉末，按质量比1:8，将球磨粉末添加至基体液中，超声分散，得分散液；（2）将分散液置于搅拌混合，静置处理，得凝胶液，真空冷冻干燥得干燥凝胶，按质量比1:5，将二硫化钼与干燥凝胶搅拌混合并置于球磨罐中，球磨，过筛得混合粉末；（3）将混合粉末置于管式气氛炉中，通氮气排除空气，升温加热、保温煅烧，静置冷却至室温，球磨粉碎并过筛，得包覆改性粉末；（4）将所需喷涂的表面用无水乙醇洗涤干燥，将包覆改性粉末采用氩气进行等离子体喷涂至所需喷涂的表面，等离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：石磊，蒋益，
申请(专利权)人：石磊，
类型：发明
国别省市：江苏,32