重载齿轮箱用抗磨自修复材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种重载齿轮箱用抗磨自修复材料，包含以下原料：纳米氧化铝粉、纳米钴铬复合粉、纳米粉体分散剂、分散介质以及修复助剂，纳米钴铬复合粉由纳米钴粉和纳米铬粉组成，修复助剂为氧化锆粉末；其中，氧化锆粉末、纳米氧化铝粉，纳米钴粉，以及纳米铬粉，彼此之间的平均粒度各不相等，从而形成不同粒径的错配。本发明专利技术还提供一种重载齿轮箱用抗磨自修复材料的制备方法。本发明专利技术的材料具有抗磨性优、使用寿命长，以及可局部修复的性能，提高了设备精度、寿命。寿命。寿命。

【技术实现步骤摘要】
重载齿轮箱用抗磨自修复材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及制造业关键传动件抗磨延寿
，具体而言涉及一种重载齿轮箱用抗磨自修复材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]齿轮箱具有变速、换向、变力矩、分配动力等功能，因此被广泛应用于风力发电、船舶领域、轻工领域、造纸领域、冶金行业、化工装置、冶金矿山设备、起重机械、输送线、流水线等大功率、大速比和高扭矩的场合。以风电齿轮箱为例，考虑到服役环境、检修频次等，通常需在满足可靠性的前提下设计服役寿命不低于20年。
[0003]目前，为保障重载齿轮箱运行的可靠性与稳定性，通常采用油脂润滑系统来强制润滑齿轮啮合区、轴承等滑动、滚动工作区域；但由于在工程施工中存在很多实际问题，如，外齿轮热处理变形控制、渗层深度均匀性控制、齿面精加工回火控制等加工过程潜在缺憾以及齿轮组装配偏心、接触精度低等，同时，在重载齿轮箱服役过程中也存在诸如高低温环境气候变化、主轴振动冲击工况条件等问题，从而使得传统的润滑系统并不能满足需求。
[0004]因此，开发高性能润滑油脂、延长润滑油脂寿命、保障齿轮箱服役温度、延长齿轮组服役寿命，对于整体运行的稳定性、可靠性和服役寿命具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于针对现有技术的不足，提供一种重载齿轮箱用抗磨自修复材料，该材料具有抗磨性优、使用寿命长，以及可局部修复的性能，从而提高了设备的精度、寿命，极大地降低了摩擦系数。
[0006]本专利技术的另一目的在于还提供了一种重载齿轮箱用抗磨自修复材料的制备方法。
[0007]根据本专利技术目的的第一方面，提供一种重载齿轮箱用抗磨自修复材料，包含以下原料：纳米氧化铝粉、纳米钴铬复合粉、纳米粉体分散剂、分散介质、以及修复助剂，包含以下质量百分数的原料组成：纳米氧化铝粉0.15％
‑
0.8％，纳米钴铬复合粉0.05％
‑
0.70％，纳米粉体分散剂0.30％
‑
1％，修复助剂0.05％
‑
0.50％，分散介质97.00％
‑
99.50％，上述组分质量百分数之和为100％；
[0008]所述纳米钴铬复合粉由纳米钴粉和纳米铬粉组成，所述修复助剂为氧化锆粉末；
[0009]其中，所述氧化锆粉末、纳米氧化铝粉，纳米钴粉，以及纳米铬粉，彼此之间的平均粒度各不相等，从而形成不同粒径的错配。
[0010]优选的，所述纳米氧化铝粉的平均粒径为140nm
‑
200nm，纳米钴粉的平均粒径为100nm
‑
120nm，纳米铬粉的平均粒径为60nm
‑
80nm，氧化锆粉末的平均粒径为30nm
‑
40nm。
[0011]优选的，所述纳米氧化铝粉为
ɑ
‑
Al2O3。
[0012]优选的，所述纳米钴粉与纳米铬粉的质量比为3:1。
[0013]优选的，所述氧化锆粉末为t
‑
ZrO2。
[0014]优选的，所述纳米粉体分散剂至少包含聚磷酸钠、油酸、偏硅酸钠或硅烷偶联剂中
的一种，所述分散介质为润滑油。
[0015]根据本专利技术目的的第二方面，提供一种前述重载齿轮箱用抗磨自修复材料的制备方法，包括以下步骤：
[0016]将计量好的纳米粉体分散剂加入到分散介质中，充分搅拌均匀，再按比例，先加入纳米钴铬复合粉，并搅拌均匀，最后按比例加入纳米氧化铝粉和氧化锆粉末，搅拌至无明显沉淀，得到混合材料；
[0017]将混合材料进行超声震荡处理，得到抗磨自修复材料。
[0018]优选的，所述纳米氧化铝粉为
ɑ
‑
Al2O3，平均粒径为140nm
‑
200nm。
[0019]优选的，所述纳米钴铬复合粉中，纳米钴粉与纳米铬粉的质量比为3:1，纳米钴粉的平均粒径为100nm
‑
120nm，纳米铬粉的平均粒度为60nm
‑
80nm。
[0020]优选的，所述氧化锆粉末为t
‑
ZrO2，平均粒度为30nm
‑
40nm。
[0021]本专利技术的有益效果在于：
[0022]1、本专利技术的抗磨自修复材料通过组分中的氧化锆粉末、纳米氧化铝粉，纳米钴粉，以及纳米铬粉彼此之间的平均粒径各不相等，具有四个不同的粒径尺度范围，从而形成粒度的错配，使得各粉末之间协同作用，纳米氧化铝粉可随着齿轮转速的增大，提高齿轮的抛光修复性能，以此提高齿轮表面光滑度，降低摩擦系数，从而提高了设备的精度，且纳米氧化铝粉还可以对局部振动、冲击引起的粘着进行修复；随着齿轮运动，该抗磨自修复材料得到进一步研磨，细化后的组份吸附、渗透到摩擦表面，而纳米氧化铝粉与氧化锆通过两个尺度的粒度错配，在齿轮表面形成更为致密平整的金属陶瓷修复层，提高了齿轮运动过程的抗磨性；而被研磨细化的钴粉由于具有较好的韧性，可填充齿轮局部凹坑，且不同的粒径尺度更容易填充，使齿轮的表面平整，而铬粉具有对硬质材料的抗磨效果，且不同的粒径尺度可以使铬粉分散在空隙中，形成更致密的抗磨层，从而进一步达到修复的效果；由此，齿轮在使用过程中的降低了磨损，且可以不断的自修复，从而提高了设备的使用寿命，而修复的齿轮精度更高，也就提高了设备的精度。
[0023]2、本专利技术的抗磨自修复材料中的钴铬复合粉末，部分分散在齿轮周围，降低齿轮箱润滑油的温度，防止高温氧化、变质，提高了该材料自身的使用寿命，延长了维保周期，从而也进一步提高了设备的使用寿命。
[0024]3、本专利技术的抗磨自修复材料制备方法，方法简单、可操作性强、成本低，可扩宽至其它重载齿轮箱应用领域，赋予齿轮箱更优的服役性能和更长的服役寿命，具有广泛的应用前景。
附图说明
[0025]图1是实施例3所得样品的SEM图。
[0026]图2是本专利技术实施例的样品实际应用的测试效果图。
[0027]图3是本专利技术实施例的样品实际应用的理化性能测试效果图。
具体实施方式
[0028]为了更了解本专利技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
[0029]在本公开中参照附图来描述本专利技术的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。
本公开的实施例不必定意在包括本专利技术的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施。
[0030]本专利技术提供一种重载齿轮箱用抗磨自修复材料，该材料具有抗磨性优、使用寿命长，以及可局部修复的性能，各组份之间具有四个不同粒度尺度，从而使粒度之间形成错配，以此使组分之间形成协同作用，极大地降低了设备的摩擦系数，从而提高了设备的精度和寿命，且使得设备的节能效果更优。
[0031]在具体的实施例中，一种重载齿轮箱用抗磨自修复材料，包含以下质量百分数的原料组成：纳米氧化铝粉0.1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重载齿轮箱用抗磨自修复材料，其特征在于，包含以下质量百分数的原料组成：纳米氧化铝粉0.15％
‑
0.8％，纳米钴铬复合粉0.05％
‑
0.70％，纳米粉体分散剂0.30％
‑
1％，修复助剂0.05％
‑
0.50％，分散介质97.00％
‑
99.50％，上述组分质量百分数之和为100％；所述纳米钴铬复合粉由纳米钴粉和纳米铬粉组成，所述修复助剂为氧化锆粉末；其中，所述氧化锆粉末、纳米氧化铝粉、纳米钴粉以及纳米铬粉，彼此之间的平均粒度各不相等，从而形成不同粒径的错配。2.根据权利要求1所述的重载齿轮箱用抗磨自修复材料，其特征在于，所述纳米氧化铝粉的平均粒径为140nm
‑
200nm，纳米钴粉的平均粒径为100nm
‑
120nm，纳米铬粉的平均粒径为60nm
‑
80nm，氧化锆粉末的平均粒径为30nm
‑
40nm。3.根据权利要求1所述的重载齿轮箱用抗磨自修复材料，其特征在于，所述纳米氧化铝粉为
ɑ
‑
Al2O3。4.根据权利要求1所述的重载齿轮箱用抗磨自修复材料，其特征在于，所述纳米钴粉与纳米铬粉的质量比为3:1。5.根据权利要求1所述的重载齿轮箱用抗磨自修复材料，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛卫兵，
申请(专利权)人：江苏智摩金属抗磨修复有限责任公司，
类型：发明
国别省市：