一种以LiPbAg-BC为调控剂具有自润滑特性与润滑自调控功能材料的制备方法技术

本发明专利技术公开一种以LiPbAg‑BC为调控剂具有自润滑特性与润滑自调控功能材料的制备方法：以TiNiAlZrNbSiMoY为基体材料，AuCdSe‑MoO为固体润滑相，LiPbAg‑BC为调控剂，利用超高温高压气体喷射技术制备TiNiAlZrNbSiMoY与AuCdSe‑MoO球形结构粉末，借助金属激光烧结成型技术制备具有微孔流道结构TiNiAlZrNbSiMoY‑AuCdSe‑MoO自润滑材料，利用真空压力熔渗调控剂于微孔流道，本发明专利技术所制备自润滑复合材料组织结构致密、纯度高，拥有优异的摩擦学性能与润滑调控功能，可以应用于航空、航天等工业领域，实现对极端工况下摩擦部件良好的润滑功能。

【技术实现步骤摘要】
一种以LiPbAg-BC为调控剂具有自润滑特性与润滑自调控功能材料的制备方法
本专利技术涉及一种以LiPbAg-BC为调控剂具有自润滑特性与润滑自调控功能材料的制备方法。
技术介绍
由于机械零部件在工作的过程中，相互接触的配对副间总是处于承受载荷和遭受磨损的状态【自润滑材料的研究现状[J]，柳红豆杨爱民刘峰，热加工工艺，2018，(2)：5-10】，而机械零部件承载和磨损是影响零部件的工作性能、工作质量、机械效率和使用寿命的重要因素【固体自润滑材料及其研究趋势[J]，杨威锋，润滑与密封，2007，32(12):118-120】。TiNiAlZrNbSiMoY作为一种新型合金材料，具有组织结构致密、强度高、韧性好、抗腐蚀性能优异和抗疲劳强度高等优点，在极端工况条件下如高温、高载、强辐射等条件下仍具有良好的机械性能与力学性能，可用于汽车零部件、航空航天发动机、高精密零件和其他先进制造业的生产中。可是TiNiAlZrNbSiMoY合金在极端服役工况下耐摩擦磨损性能较差，限制了其在机械工业领域中的广泛应用。采用金属激光烧结技术制备微孔流道结构的TiNiAlZrNbSiMoY-AuCdSe-MoO自润滑复合材料，利用真空压力熔渗技术将LiPbAg-BC调控剂填充于微孔流道，借助AuCdSe-MoO良好的自润滑特性与LiPbAg-BC杰出的润滑调控功能，使TiNiAlZrNbSiMoY基材料在极端服役工况下仍具有良好的摩擦学性能与调控功能。并且本专利技术涉及的一种以LiPbAg-BC为调控剂具有自润滑特性与润滑自调控功能材料的制备方法简易，操作简单。
技术实现思路
本专利技术涉及到的科学技术与拟解决的关键科学问题能够推进TiNiAlZrNbSiMoY基材料在航空航天等先进科学领域的广泛应用，弥补了现有润滑技术的不足，提供了一种新型自润滑材料设计思路与制造方法，使制备出的TiNiAlZrNbSiMoY基自润滑材料具有优异的摩擦学性能，且制备方法简单，易于控制。本专利技术为解决上述提出的问题所采用的技术方案为:以TiNiAlZrNbSiMoY为基体材料，AuCdSe-MoO为固体润滑相，LiPbAg-BC为调控剂，利用超高温高压气体喷射技术制备TiNiAlZrNbSiMoY与AuCdSe-MoO球形结构粉末，借助金属激光烧结成型技术制备具有微孔流道结构TiNiAlZrNbSiMoY-AuCdSe-MoO自润滑材料，利用真空压力熔渗调控剂于微孔流道，用以实现AuCdSe-MoO固体润滑相对TiNiAlZrNbSiMoY基复合材料的润滑，以及调控剂LiPbAg-BC对TiNiAlZrNbSiMoY-AuCdSe-MoO基复合材料润滑性能的调控。基体材料TiNiAlZrNbSiMoY与固体润滑相AuCdSe-MoO质量比(wt.%)为1:(0.2~0.9)，其中TiNiAlZrNbSiMoY基体材料元素质量比(wt.%)为10:16:6:5:3:0.45:0.4:0.3；固体润滑相AuCdSe与MoO质量比(wt.%)为1:(0.2~0.5)，AuCdSe元素质量比(wt.%)为3:2:(3~5)，MoO元素质量比(wt.%)为1:(2~5)，LiPbAg-BC为TiNiAlZrNbSiMoY基自润滑材料润滑性能调控剂，基体材料TiNiAlZrNbSiMoY与调控剂LiPbAg-BC质量比(wt.%)为2:(0.1~0.3)，其中LiPbAg与BC质量比(wt.%)为20:3，LiPbAg原子比(at.%)为2:3:(5~8)，BC原子比(at.%)为2:(1~3)，利用超高温高压气体喷射技术、激光烧结成型以及真空压力熔渗方法，制得一种以AuCdSe-MoO为固体润滑相，LiPbAg-BC为调控剂，TiNiAlZrNbSiMoY为基体的自润滑材料。将Ti、Ni、Al、Zr、Nb、Si、Mo与Y粉末振动混合后，利用超高温高压气体喷射技术制备微观球形粉末，用作TiNiAlZrNbSiMoY基体材料原始粉末；将层状MoO粉末混合于Au、Cd、Se粉中，利用超高温高压气体喷射技术制备球形固体润滑相AuCdSe-MoO，利用激光烧结成型制备具有微孔流道的TiNiAlZrNbSiMoY-AuCdSe-MoO自润滑复合材料，将纳米颗粒BC与Li、Pb、Ag粉末均匀混合，得到LiPbAg-BC调控剂，并将其利用真空压力熔渗于微孔流道，对自润滑材料摩擦学性能起到调控作用，从而得到一种以AuCdSe-MoO为固体润滑相LiPbAg-BC为调控剂TiNiAlZrNbSiMoY为基体的自润滑复合材料。所述的以LiPbAg-BC为调控剂具有自润滑特性与润滑自调控功能材料的制备方法，它包括如下几个步骤：（1）备料与混料：按照上述比例称取Ti、Al、Zr、Nb、Si、Mo、Y单质粉末，用于制作TiNiAlZrNbSiMoY基体，Au、Cd、Se、MoO粉末，用于制作AuCdSe-MoO固体润滑相，以及Li、Pb、Ag、BC粉末，用于制作LiPbAg-BC调控剂，利用振动混料机对基体材料、固体润滑相以及调控剂分别进行振动混合，其中振动频率为10-90Hz，振动力为7000-15000N，振动时间为10-90min；（2）球形粉末制备：利用超高温高压气体喷射技术将Ti、Ni、Al、Zr、Nb、Si、Mo与Y粉末制备成一种TiNiAlZrNbSiMoY球形粉末；将Au、Cd、Se与MoO粉末制备AuCdSe-MoO固体润滑相球形粉末；（3）微孔流道制备：利用步骤（2）所得TiNiAlZrNbSiMoY与AuCdSe-MoO球形粉末，激光烧结成型具有微孔流道结构TiNiAlZrNbSiMoY-AuCdSe-MoO自润滑复合材料；（4）材料制备：利用步骤（1）中所得的LiPbAg-BC混合粉末，将其真空压力熔渗于微孔流道，得到一种以AuCdSe-MoO为固体润滑相LiPbAg-BC为调控剂TiNiAlZrNbSiMoY为基体的自润滑复合材料；步骤（1）所述的Ti、Al、Zr、Nb、Si、Mo、Y、Au、Cd、Se、Li、Pb与Ag单质粉末粒径为30-60μm，纯度为95.50-99.99%，层状MoO润滑剂厚度为45-115nm，纳米颗粒BC粒径为50-120nm，步骤（2）中所述的超高温高压气体喷射技术制备AuCdSe-MoO与TiNiAlZrNbSiMoY球形粉末，其熔炼温度为900-1700℃，测温方式为红外线测温，真空度为3.8-6.0×10-2Pa，保护气体为氩气，氩气压力为10-15MPa，最高气体流量为500-600m3/h，冷却液为超纯水，超纯水流量为20-30m3/h；步骤（3）中所述TiNiAlZrNbSiMoY基体材料激光烧结功率为95-130W，扫描方式为线扫描，间距为0.06-0.20μm，线速度为4000-5500mm/s，送粉率为10-15g/min，熔覆厚度为5-15μm；AuCdSe-MoO固体润滑相激光烧结功率为110-120W，扫描方式为线扫描，速度为4500-5500mm/s，间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以LiPbAg-BC为调控剂具有自润滑特性与润滑自调控功能材料的制备方法：其特征在于：以TiNiAlZrNbSiMoY为基体材料，AuCdSe-MoO为固体润滑相，LiPbAg-BC为调控剂，利用超高温高压气体喷射技术制备TiNiAlZrNbSiMoY与AuCdSe-MoO球形结构粉末，借助金属激光烧结成型技术制备具有微孔流道结构TiNiAlZrNbSiMoY-AuCdSe-MoO自润滑材料，利用真空压力熔渗调控剂于微孔流道，用以实现AuCdSe-MoO固体润滑相对TiNiAlZrNbSiMoY基复合材料的润滑，以及调控剂LiPbAg-BC对TiNiAlZrNbSiMoY-AuCdSe-MoO基复合材料润滑性能的调控。/n

【技术特征摘要】
1.一种以LiPbAg-BC为调控剂具有自润滑特性与润滑自调控功能材料的制备方法：其特征在于：以TiNiAlZrNbSiMoY为基体材料，AuCdSe-MoO为固体润滑相，LiPbAg-BC为调控剂，利用超高温高压气体喷射技术制备TiNiAlZrNbSiMoY与AuCdSe-MoO球形结构粉末，借助金属激光烧结成型技术制备具有微孔流道结构TiNiAlZrNbSiMoY-AuCdSe-MoO自润滑材料，利用真空压力熔渗调控剂于微孔流道，用以实现AuCdSe-MoO固体润滑相对TiNiAlZrNbSiMoY基复合材料的润滑，以及调控剂LiPbAg-BC对TiNiAlZrNbSiMoY-AuCdSe-MoO基复合材料润滑性能的调控。


2.根据权利要求1所述的以LiPbAg-BC为调控剂具有自润滑特性与润滑自调控功能材料的制备方法：其特征在于：基体材料TiNiAlZrNbSiMoY与固体润滑相AuCdSe-MoO质量比(wt.%)为1:(0.2~0.9)，其中TiNiAlZrNbSiMoY基体材料元素质量比(wt.%)为10:16:6:5:3:0.45:0.4:0.3；固体润滑相AuCdSe与MoO质量比(wt.%)为1:(0.2~0.5)，AuCdSe元素质量比(wt.%)为3:2:(3~5)，MoO元素质量比(wt.%)为1:(2~5)，LiPbAg-BC为TiNiAlZrNbSiMoY基自润滑材料润滑性能调控剂，基体材料TiNiAlZrNbSiMoY与调控剂LiPbAg-BC质量比(wt.%)为2:(0.1~0.3)，其中LiPbAg与BC质量比(wt.%)为20:3，LiPbAg原子比(at.%)为2:3:(5~8)，BC原子比(at.%)为2:(1~3)，利用超高温高压气体喷射技术、激光烧结成型以及真空压力熔渗方法，制得一种以AuCdSe-MoO为固体润滑相，LiPbAg-BC为调控剂，TiNiAlZrNbSiMoY为基体的自润滑材料。


3.根据权利要求2所述的以LiPbAg-BC为调控剂具有自润滑特性与润滑自调控功能材料的制备方法：其特征在于：将Ti、Ni、Al、Zr、Nb、Si、Mo与Y粉末振动混合后，利用超高温高压气体喷射技术制备微观球形粉末，用作TiNiAlZrNbSiMoY基体材料原始粉末；将层状MoO粉末混合于Au、Cd、Se粉中，利用超高温高压气体喷射技术制备球形固体润滑相AuCdSe-MoO，利用激光烧结成型制备具有微孔流道的TiNiAlZrNbSiMoY-AuCdSe-MoO自润滑复合材料，将纳米颗粒BC与Li、Pb、Ag粉末均匀混合，得到LiPbAg-BC调控剂，并将其利用真空压力熔渗于微孔流道，对自润滑材料摩擦学性能起到调控作用，从而得到一种以AuCdSe-MoO为固体润滑相LiPbAg-BC为调控剂TiNiAlZrNbSiMoY为基体的自润滑复合材料。


4.根据权利要求3所述的以LiPbAg-BC为调控剂具有自润滑特性与润滑自调控功能材料的制备方法，其特征在于：它包括如下几个步骤：
（1）备料与混料：按照上述比例称取Ti、Al、Zr、Nb、Si、Mo、...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁玉龙，马铭，曹增志，
申请(专利权)人：安阳工学院，
类型：发明
国别省市：河南;41