基于硅酸盐材料的高温固体润滑涂层及其制备方法和应用技术

本公开是一种基于硅酸盐材料的高温固体润滑涂层及其制备方法和应用

【技术实现步骤摘要】
基于硅酸盐材料的高温固体润滑涂层及其制备方法和应用


[0001]本公开涉及固体润滑涂层
，更具体的，涉及一种基于硅酸盐材料的高温固体润滑涂层及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]固体润滑涂层是航空航天和军事装备运动机构可靠运行的关键技术之一，主要应用于高
‑
低温
、
真空
、
大气
、
强辐射
、
腐蚀性介质等场合
。
随着我国新一代航空航天装备和军事作战装备的发展，固体润滑涂层将承受更高更宽的工作温度
、
更大的冲击载荷和频率
、
液体介质
、
大气
/
真空
/
辐照多种服役环境等苛刻的工作条件
。
其中，同时具有温度自适应性和交替高
‑
低温自适应性的固体润滑涂层技术是空间机械设备
、
军事作战装备发展亟需解决的难题之一
。
固体涂层中的润滑相能否承受高温，以及其能否在不同温度下自适应生成具有润滑功能的物质是宽温域涂层能否正常工作的关键性因素
。
[0003]目前固体润滑涂层中的润滑相一般由包括过渡族金属硫化物
、
软金属
、
氟化物
、
类金刚石膜等材料在内的多种润滑成分组成
。
润滑相材料面临着高温氧化
、
高温形成的新相在低温条件下摩擦系数较高等问题<br/>。
[0004]例如，由软金属
Ag
和氟化物
(BaF/GaF
共晶
)
组成的润滑相，可实现
30
～
800℃
范围内的连续润滑，摩擦系数保持在
0.23
～
0.33
之间；但是在高
‑
低温交变条件下涂层中的润滑相会由于接触界面氧化产生新相而发生疲劳接触失效，且这些润滑相一旦消耗将无法再生
。
[0005]另外，软金属
Ag、
硫化物
MoS2和类金刚石无定形碳
DLC
多润滑相复配而成的固体涂层，可实现
500℃
条件下摩擦系数
0.1
～
0.3
区间的自适应润滑，但是这类涂层由于缺乏有效的高温润滑相，在
500℃
以上力学性能和摩擦学性能急剧变差
。

技术实现思路

[0006](
一
)
要解决的技术问题
[0007]有鉴于此，本公开的主要目的在于提供一种基于硅酸盐材料的高温固体润滑涂层及其制备方法和应用，以克服现有润滑相材料在高温条件下摩擦系数较高的缺陷，提升高温固体润滑涂层的摩擦学性能，得到具备更优摩擦学性能的高温润滑涂层
。
[0008](
二
)
技术方案
[0009]根据本公开的一个方面，提供了一种基于硅酸盐材料的高温固体润滑涂层的制备方法，包括：
[0010]将硅酸盐材料
、
氧化锑粉末
、
二硫化钼粉末和无定形碳以一定质量比分散于有机溶剂中，得到混合溶液；
[0011]将一定质量的粘结剂溶解于所述混合溶液中，搅拌后得到均匀稳定分散的涂料；
[0012]对待进行涂层制备的金属表面进行预处理，将所述涂料喷涂在预处理后的金属表面；以及
[0013]对喷涂完成的样品进行烘干，即得到硅酸盐基高温固体润滑涂层
。
[0014]上述方案中，所述将硅酸盐材料
、
氧化锑粉末
、
二硫化钼粉末和无定形碳以一定质量比分散于有机溶剂中，得到混合溶液的步骤中，所述硅酸盐材料
、
氧化锑粉末
、
二硫化钼粉末和无定形碳的总添加量与所述有机溶剂的质量比为
0.2
～
0.8∶1。
[0015]上述方案中，所述将硅酸盐材料
、
氧化锑粉末
、
二硫化钼粉末和无定形碳以一定质量比分散于有机溶剂中，得到混合溶液的步骤中，所述硅酸盐材料
、
氧化锑粉末
、
二硫化钼粉末和无定形碳的质量比为：
[0016][0017]上述方案中，所述硅酸盐材料与无定形碳预先进行掺杂或包覆，制备得到硅酸盐
/
碳复合材料，其中硅酸盐
/
碳复合材料中碳的质量占比为
15
％
‑
30
％
。
[0018]上述方案中，所述有机溶剂为乙醇
、
甲苯或丙酮中的任意一种
。
[0019]上述方案中，所述将一定质量的粘结剂溶解于所述混合溶液中，搅拌后得到均匀稳定分散的涂料的步骤中，所述粘结剂与所述混合溶液中有机溶剂的质量比为
0.2
～
0.5∶1。
[0020]上述方案中，所述粘结剂为有机硅树脂
、
酚醛树脂
。
[0021]上述方案中，所述将一定质量的粘结剂溶解于所述混合溶液中，搅拌后得到均匀稳定分散的涂料的步骤中，所述搅拌采用的搅拌速度为
400
‑
800rpm
，搅拌时间为
20
‑
40min。
[0022]上述方案中，所述对待进行涂层制备的金属表面进行预处理，将所述涂料喷涂在预处理后的金属表面的步骤中，所述预处理包括除油
、
除锈
、
抛光和喷砂，其中所述抛光后表面粗糙度
Ra 0.02
，所述喷砂采用
120
目
。
[0023]上述方案中，所述对待进行涂层制备的金属表面进行预处理，将所述涂料喷涂在预处理后的金属表面的步骤中，所述喷涂采用高压喷涂，压力范围
0.6
‑
1MPa。
[0024]上述方案中，所述对喷涂完成的样品进行烘干的步骤中，所述烘干为先在
120
～
180℃
范围烘干
20min
，随后在
200
～
250℃
下烘干
20min。
[0025]根据本公开的另一个方面，提供了一种基于硅酸盐材料的高温固体润滑涂层，采用所述的基于硅酸盐材料的高温固体润滑涂层的制备方法制得
。
[0026]根据本公开的再一个方面，提供了所述的基于硅酸盐材料的高温固体润滑涂层的制备方法制得的高温固体润滑涂层在航空航天
、
军事装备及交通运输领域中的应用
。
[0027](
三
)
有益效果
[0028]从上述技术方案可以看出，本公本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于硅酸盐材料的高温固体润滑涂层的制备方法，其特征在于，包括：将硅酸盐材料
、
氧化锑粉末
、
二硫化钼粉末和无定形碳以一定质量比分散于有机溶剂中，得到混合溶液；将一定质量的粘结剂溶解于所述混合溶液中，搅拌后得到均匀稳定分散的涂料；对待进行涂层制备的金属表面进行预处理，将所述涂料喷涂在预处理后的金属表面；以及对喷涂完成的样品进行烘干，即得到硅酸盐基高温固体润滑涂层
。2.
根据权利要求1所述的基于硅酸盐材料的高温固体润滑涂层的制备方法，其特征在于，所述将硅酸盐材料
、
氧化锑粉末
、
二硫化钼粉末和无定形碳以一定质量比分散于有机溶剂中，得到混合溶液的步骤中，所述硅酸盐材料
、
氧化锑粉末
、
二硫化钼粉末和无定形碳的总添加量与所述有机溶剂的质量比为
0.2
～
0.8∶1。3.
根据权利要求2所述的基于硅酸盐材料的高温固体润滑涂层的制备方法，其特征在于，所述将硅酸盐材料
、
氧化锑粉末
、
二硫化钼粉末和无定形碳以一定质量比分散于有机溶剂中，得到混合溶液的步骤中，所述硅酸盐材料
、
氧化锑粉末
、
二硫化钼粉末和无定形碳的质量比为：
4.
根据权利要求3所述的基于硅酸盐材料的高温固体润滑涂层的制备方法，其特征在于，所述硅酸盐材料与无定形碳预先进行掺杂或包覆，制备得到硅酸盐
/
碳复合材料，其中硅酸盐
/
碳复合材料中碳的质量占比为
15
％
‑
30
％
。5.
根据权利要求2所述的基于硅酸盐材料的高温固体润滑涂层的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙醇
、
甲苯或丙酮中的任意一种
。6.
根据权利要求1所述的基于硅酸盐材料的高温固体润滑涂层的制备方法，其特征在于，所述将一定质量的粘结剂溶解于所述混合溶液中，搅拌后得到均匀稳定分散的涂料的步骤中，所述粘结剂与所述混合溶液中有机溶剂的质量比为
...

【专利技术属性】
技术研发人员：高凯，刘伟丽，
申请(专利权)人：北京市科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：