【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢构件表面抗磨损涂层的制备领域，具体为一种w-ws2的自润滑涂层的电火花沉积制备方法，可应用于实现对钢制零件表面的涂覆，对零件表面有显著的减摩耐磨效果。
技术介绍
1、表面磨损能够导致设备构件的过早失效，进而影响整个设备的正常工作。在高度工业化国家里，摩擦磨损导致大量的经济损失，约占1～2％gdp。因此，提高关键构件材料表面的摩擦磨损性能意义重大。
2、固体润滑剂在干摩擦条件下能够提供润滑作用，可以应用到机械构件中以提高构件的使用寿命。到目前为止，二硫化钨是应用较为广泛的固体润滑剂，它的润滑作用主要是基于低剪切强度的层状结构。尽管二硫化钨具有优异的摩擦学性能，但其在大气环境中易被氧化，从而导致其摩擦系数和磨损量迅速提高。然而，将二硫化钨和金属烧结成自润滑复合材料，可以在大气等潮湿环境中使用而具有优异的摩擦学性能。
3、涂层技术已被广泛用于提高金属构件的表面性能。电火花沉积技术可在金属基体表面制备具有冶金结合的性能优异的涂层，它是通过电极(阳极)和基体(阴极)瞬间接触放电，并在微小熔池中形成发生物理化学反应的强化点，尔后通过电极在基体表面的来回运动，强化点之间相互连接重叠而形成涂层。与传统的涂层制备工艺相比，电火花表面沉积技术具有以下优点：(1)设备简单、造价低；(2)沉积层与基体为冶金结合，不会发生剥落现象；(3)对工件心部温度影响不大，无组织和性能变化，工件不会退火和变形；(4)耗能少、材料消耗低，而且电极材料可以根据用途广泛选择；(5)可以用来修复磨损件，对工件无大小限制，尤其适合特大型
4、近期研究表明，应用电火花沉积技术制备的tin涂层、alcocrfini高熵合金涂层、zr基非晶-纳米晶涂层、mo-si-b涂层以及cr-al-si-b涂层，能够显著提高基体合金的摩擦磨损性能。
技术实现思路
1、本专利技术旨在于提供一种w-ws2的自润滑涂层的电火花沉积制备方法，将含有固体润滑剂的烧结电极用于w-ws2减摩润滑相的自润滑涂层进行电火花沉积，获得的自润滑涂层能够解决在摩擦磨损环境下钢基体材料表面的摩擦磨损问题，保障钢构件的安全、有效运行，降低生产和维护成本。
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种w-ws2的自润滑涂层的电火花沉积制备方法，基体材料采用钢，电火花沉积用电极为钨粉与二硫化钨粉烧结而成的复合材料电极，采用电火花沉积技术，在钢基体表面沉积w-ws2的自润滑涂层。
4、所述的w-ws2的自润滑涂层的电火花沉积制备方法，采用钨粉与二硫化钨粉末一起经压制烧结成复合材料电极，复合材料电极中钨粉与二硫化钨粉的质量比例为(60～80):(20～40)，以50℃/min的升温速度从室温加热至烧结温度，烧结过程中保持40～50mpa的压力，烧结温度为1400～1500℃，烧结时间18～22min。
5、所述的w-ws2的自润滑涂层的电火花沉积制备方法，具体步骤如下：
6、(1)先将基体材料按照240#、400#、600#、800#的砂纸逐级打磨，去除基体表面氧化膜，然后用粒度为2.5μm的研磨膏进行抛光，接着用无水乙醇进行超声清洗5～15min以去除表面油污；
7、(2)先将复合材料电极加工成适合电火花沉积夹持的形状，并按照240#、400#、600#、800#的砂纸逐级打磨，去除电极表面氧化膜，然后用粒度为2.5μm的研磨膏进行抛光，接着用无水乙醇进行超声清洗5～15min以去除表面油污；
8、(3)在氩气保护下进行电火花沉积，具体工艺参数为：输出功率800～1600w，输出电压40～80v，电极转速2000～4000转/min，沉积速率1～3min/cm2。
9、所述的w-ws2的自润滑涂层的电火花沉积制备方法，通过改变复合材料电极的化学成分或者沉积工艺参数，或者两者同时改变，来调节自润滑涂层中二硫化钨的含量。
10、所述的w-ws2的自润滑涂层的电火花沉积制备方法，二硫化钨的质量百分含量为5～20％。
11、所述的w-ws2的自润滑涂层的电火花沉积制备方法，氩气流量为12～15l/min。
12、本专利技术的设计思想是：
13、本专利技术核心思想是利用电火花技术的优势，借助于自润滑作用强的二硫化钨和硬度高的金属钨的协同作用，得到减摩耐磨性能极佳的自润滑涂层。具体如下：单一的二硫化钨只能在干燥环境或真空中保持极低的摩擦系数，而在潮湿空气中易被氧化使摩擦系数急剧增大，本专利技术通过钨与二硫化钨组成复合材料制备自润滑涂层，能够避免自润滑涂层在潮湿环境中被氧化，从而仍具有极低的摩擦系数，起到减摩耐磨的作用。同时，利用电火花沉积技术的优势，即在沉积过程中能够产生超细晶组织使涂层力学性能增强，基体与涂层冶金结合的结合力强，基体元素在沉积层中扩散能够产生固溶强化，设备价格低，操作简便，便于工业化应用等。此外，与其他金属与二硫化钨组成的自润滑涂层不同的是，本专利技术的显著优势是钨能够抑制二硫化钨的分解。同时，金属钨具有高熔点、高硬度、高强度等优良特性，能够使自润滑涂层的硬度显著提高，弥补软质相二硫化钨硬度低的劣势，从而进一步提高自润滑涂层的耐磨性能。
14、本专利技术的优点及有益效果如下：
15、1、本专利技术研制出的自润滑涂层与钢基体为结合力强的冶金结合；
16、2、本专利技术研制出的自润滑涂层含有金属钨，能够抵消二硫化钨力学性能的不足，使涂层具有高硬度，其硬度为(8～11)gpa；
17、3、本专利技术中的金属钨能够有效抑制二硫化钨的分解；
18、4、本专利技术研制出的自润滑涂层具有良好的减摩耐磨效果；
19、5、本专利技术研制出的自润滑涂层，制备工艺简便，容易实现工业化应用。
20、总之，本专利技术自润滑涂层与钢基体为结合力强的冶金结合，钨增强了自润滑涂层的硬度，同时抑制了w-ws2的分解，二硫化钨粉作为固体润滑剂，两者使自润滑涂层具有更好的减摩耐磨效果，能够解决在摩擦磨损环境下钢构件表面的磨损问题。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种W-WS2的自润滑涂层的电火花沉积制备方法，其特征在于，基体材料采用钢，电火花沉积用电极为钨粉与二硫化钨粉烧结而成的复合材料电极，采用电火花沉积技术，在钢基体表面沉积W-WS2的自润滑涂层。
2.按照权利要求1所述的W-WS2的自润滑涂层的电火花沉积制备方法，其特征在于，采用钨粉与二硫化钨粉末一起经压制烧结成复合材料电极，复合材料电极中钨粉与二硫化钨粉的质量比例为(60～80):(20～40)，以50℃/min的升温速度从室温加热至烧结温度，烧结过程中保持40～50MPa的压力，烧结温度为1400～1500℃，烧结时间18～22min。
3.按照权利要求1或2所述的W-WS2的自润滑涂层的电火花沉积制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
4.按照权利要求3所述的W-WS2的自润滑涂层的电火花沉积制备方法，其特征在于，通过改变复合材料电极的化学成分或者沉积工艺参数，或者两者同时改变，来调节自润滑涂层中二硫化钨的含量。
5.按照权利要求4所述的W-WS2的自润滑涂层的电火花沉积制备方法，其特征在于，二硫化钨的质量百分含量为5～20
6.按照权利要求3所述的W-WS2的自润滑涂层的电火花沉积制备方法，其特征在于，氩气流量为12～15L/min。
...【技术特征摘要】
1.一种w-ws2的自润滑涂层的电火花沉积制备方法，其特征在于，基体材料采用钢，电火花沉积用电极为钨粉与二硫化钨粉烧结而成的复合材料电极，采用电火花沉积技术，在钢基体表面沉积w-ws2的自润滑涂层。
2.按照权利要求1所述的w-ws2的自润滑涂层的电火花沉积制备方法，其特征在于，采用钨粉与二硫化钨粉末一起经压制烧结成复合材料电极，复合材料电极中钨粉与二硫化钨粉的质量比例为(60～80):(20～40)，以50℃/min的升温速度从室温加热至烧结温度，烧结过程中保持40～50mpa的压力，烧结温度为1400～1500℃，烧结时间18～22min。...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭策安，刘同旭，张新颖，柳泉，卢旭东，杨峰，赵爽，张健，
申请(专利权)人：沈阳理工大学，
类型：发明
国别省市：
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