一种宽温域自润滑VN-AgMoS制造技术

本发明专利技术公开了一种宽温域自润滑VN‑AgMoS

【技术实现步骤摘要】
一种宽温域自润滑VN-AgMoS2复合材料及其制备方法
本专利技术涉及自润滑复合材料领域，更具体地，涉及一种宽温域自润滑VN-AgMoS2复合材料及其制备方法。
技术介绍
航空航天、能源、汽车、机械制造等行业存在大量工作在高温、高承载、高真空等极端工况下的机器零部件，这对材料的耐磨性、耐蚀性、耐疲劳性和高温性能提出了越来越苛刻的要求。润滑油、润滑脂常规润滑材料在高温环境下易失效和挥发而失效，且在粉尘和冲击强度较大的条件下难以发挥有效润滑作用，导致设备处于贫油或干摩擦状态，引起零部件的严重磨损，影响设备服役安全与使用寿命。因此，苛刻工况，尤其高温条件下的材料的摩擦、磨损、润滑问题研究意义重大。通常，具有高强度、高硬度、良好的抗氧化性和高温化学稳定性的陶瓷材料作为复合材料基体可提供良好的承载能力。同时，通过加入不同的润滑剂可改善陶瓷材料的自润滑特性，获得具有优异耐磨润滑特性的宽温域自润滑复合材料。一般来说，常用的润滑剂根据使用温度分为几类：室温固体润滑剂：以层状固体石墨和二硫化钼为代表，室温及中低温条件具有优异的润滑性能，但温度高于于400℃易于氧化而失效，不能起到高温润滑作用；中高温润滑剂：以金属氧化物体系为主，如Fe2O3、MoO3、V2O5和Re2O7等），高温下材料软化后具有低剪切强度，从而起到良好的高温润滑作用，但室温及中低温条件下氧化物一般形成脆性磨屑，影响材料宽温域润滑性能。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种具有优异宽温域自润滑性能的VN-Ag/MoS2复合材料及其制备方法，以解决现有宽温域条件下零部件的耐磨与润滑需求。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种VN-Ag/MoS2复合材料，其质量组成为：70-90％的VN粉、5-15％的银粉和5-15％的二硫化钼粉。一种具有优异宽温域自润滑性能的VN-Ag/MoS2复合材料制备方法，包括如下步骤：1)将70-90％的VN粉、5-15％的银粉和5-15％的二硫化钼粉利用球磨技术混合，随后进行干燥、过筛得混合粉料，待用；2)将混合粉料装入石墨磨具中进行冷压处理；3)在真空保护下将装有混合粉料的石墨磨具进行高温热压烧结，得到VN-Ag/MoS2复合材料。作为上述制备方法的进一步改进，步骤1）中球磨过程的球料比为5:1～10:1，球磨转速100～300r/min，球磨时间5～10小时。步骤2）中冷压处理的压力为10～20MPa。作为上述制备方法的进一步改进，步骤3）中烧结温度为1500～1700℃，升温速率5～10℃/min，烧结压强10～30MPa，保温时间0.5～1.5h。与现有技术相比，本专利技术的优点如下：1）本专利技术选择氮化钒为复合材料基体，选择银/二硫化钼为复合润滑剂，其中氮化钒陶瓷提供了优异的宽温域耐磨性能，而室温润滑作用来自层状结构的二硫化钼润滑剂，中高温润滑作用则来自于高温摩擦过程中生成的氧化物润滑剂，如氧化钼、钼酸银及钒酸银等氧化物。2）本专利技术制备的氮化钒陶瓷基复合材料组织结构均匀，润滑相与基体间结合紧密，通过添加银/二硫化钼解决了陶瓷材料的宽温域润滑问题，如RT、300℃、500℃和700℃的摩擦系数分别较VN陶瓷降低了50%、54%、49%、54%。3）本专利技术VN-Ag/MoS2复合材料制备过程相比气相沉积、热喷涂等技术具有工艺成熟，设备投入少，成本低等优势，同样还具有材料成本低，易于进行产量放大。所以本专利技术氮化钒陶瓷基复合材料具有低成本、生产工艺简单、适于规模化生产等优势。4）本专利技术氮化钒陶瓷基复合材料及制备方法能够满足宽温域条件下零部件的润滑和耐磨需求，适用于航空航天、能源、汽车、机械制造等行业存在大量工作在高温、高承载、高真空等极端工况下的机器零部件，具有广泛的应用前景。附图说明图1为本专利技术实施例1中球磨和真空烧结制备VN-Ag/MoS2复合材料的物相分析结果；图2为本专利技术实施例1中球磨和真空烧结制备VN-15wt.%Ag/15wt.%MoS2复合材料微观形貌图；图3为本专利技术实施例1中VN-Ag/MoS2复合材料的不同温度摩擦系数（a）和磨损率（b）；图4至图7是实施例1制得VN-15wt.%Ag/15wt.%MoS2复合材料分别在室温、300℃、500℃和700℃条件下的磨痕表面形貌图。图8所示为本专利技术实施例1中VN-15wt.%Ag/15wt.%MoS2复合材料不同温度磨损区域物相分析结果图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将通过实施例和附图对本专利技术进行详细地说明。本专利技术的一个方面提供了具有优异宽温域自润滑性能的VN-Ag/MoS2复合材料。其中VN陶瓷具有优异的力学性能和耐磨性能，层状结构的二硫化钼润滑剂提供了室温润滑作用，而中高温润滑作用则来自于高温摩擦过程中生成的氧化钼、钼酸银及钒酸银等氧化物润滑剂。所述银/二硫化钼为复合润滑剂与氮化钒基体结合紧密，改善了单一润滑剂不能形成有效宽温域润滑作用的缺陷。本专利技术的另一个方面提供了VN-Ag/MoS2复合材料的制备方法，首先利用球磨技术进行VN陶瓷粉末和Ag/MoS2润滑剂粉末的混合，得到均匀的混合粉末；随后将混合粉末放入石墨磨具中进行冷压处理；最终在真空保护下采用热压烧结技术制备成具有优异宽润滑自润滑性能的氮化钒陶瓷基复合材料。一种VN-Ag/MoS2复合材料，其质量组成为：70-90％的VN粉、5-15％的银粉和5-15％的二硫化钼粉。一种宽温域镍基自润滑复合材料的制备方法，包括步如下骤：1)按质量配比称取70-90％的VN粉、5-15％的银粉和5-15％的二硫化钼粉，得到原始配料；2）利用行星式球磨机进行原始配料的机械混合，得到均匀的混合粉末；3）将混合粉料装入石墨磨具中进行冷压处理；4)在真空保护下将装有混合粉料的石墨磨具进行高温热压烧结，得到VN-Ag/MoS2复合材料。所述的VN粉末、Ag粉和MoS2均为市场采购，平均粒径分别为＜15μm、＜1μm和＜10μm。作为上述制备方法的进一步改进，步骤2）中球磨过程的球料比为5:1～10:1，球磨转速100～300r/min，球磨时间5～10小时。步骤3）中冷压处理的压力为10～20MPa。作为上述制备方法的进一步改进，步骤4）中烧结温度为1500～1700℃，升温速率5～10℃/min，烧结压强10～30MPa，保温时间0.5～1.5h。本专利技术通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本专利技术。实施例1一种具有优异宽温域自润滑性能的VN-Ag/MoS2复合材料及其制备方法，按照以下步骤进行：（1）按VN粉末质量分数为70%、Ag/Mo本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽温域自润滑VN-AgMoS

【技术特征摘要】
1.一种宽温域自润滑VN-AgMoS2复合材料，其特征在于，其由以下质量百分比的各组分组成：70-90％的VN粉、5-15％的银粉和5-15％的二硫化钼粉。


2.一种权利要求1所述的宽温域自润滑VN-AgMoS2复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将70-90％的VN粉、5-15％的银粉和5-15％的二硫化钼粉利用球磨技术混合，随后进行干燥、过筛得混合粉料，待用；
2）将混合粉料装入石墨磨具中进行冷压处理；
3）在真空保护下将装有混合粉料的石墨磨具进行高温热压烧结，得到VN-Ag/MoS2复合材料。

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【专利技术属性】
技术研发人员：郑芳，
申请(专利权)人：宁波康强微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33