铟复合材料表面织构制造技术

本发明专利技术公开了铟复合材料表面织构,所述的铟复合材料表面织构是以机械零件的表面为基底金属，在基底金属上，将铟材料通过加热扩散进入基底金属形成新的、促进形成润滑油吸附膜的铟复合材料层，或通过离子注入基底金属形成促进形成润滑油吸附膜的铟复合材料层，然后在具有铟复合材料层的机械零件表面加工表面织构,表面织构由许多表面织构单元组成，再设一层与具有铟复合材料层的机械零件表面形成一体不分离而且具有促进形成润滑油吸附膜的铟材料层，形成铟复合材料表面织构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铟复合材料表面织构。
技术介绍
摩擦磨损是机械和汽车等产品失效的主要原因之一，大约80%的机械零部件失效是由于各种形式的磨损引起的，由于机械零部件失效带来经济损失达到几十亿元。表面织构，是指在相互连接接触机械零件的摩擦副表面通过一定的加工技术加エ出具有一定尺寸和排列的凹坑、凹痕等微织构图案点阵。本专利技术人经过多年深入研究，发现机械零件表面发生相对运动过程中，尤其在存 在微动磨损的机械零件接触表面，铟复合材料表面织构所起的储油、浸润性与及时形成润滑油膜与动压润滑的作用机理、对改善其接触表面的摩擦因数和摩擦力与滑动周期的作用机理，与大都数国内外学者已见报导表面织构的性能有很大不同。因此，研究铟复合材料表面织构具有重要的应用价值和实用意义。文献检索和专利检索结果表明，目前国内还没有铟复合材料的相关表面织构的专利文献报导。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种铟复合材料表面织构，本专利技术的任务是通过如下技术方案来实现的本专利技术的铟复合材料表面织构是以机械零件的表面为基底金属，在基底金属上，将铟材料通过加热扩散进入基底金属形成新的、促进形成润滑油吸附膜的铟复合材料层，或通过离子注入基底金属形成促进形成润滑油吸附膜的铟复合材料层，然后在具有铟复合材料层的机械零件表面加工表面织构，表面织构由许多表面织构单元组成，再设ー层与具有铟复合材料层的机械零件表面形成一体不分离而且具有促进形成润滑油吸附膜的铟材料层，形成铟复合材料表面织构。所述的基底金属是铟材料可以通过加热扩散进入的金属材料，如AlSn40, AlSn20, SnSb8Cu4等,或铟材料可以通过离子注入的金属材料如40Cr等,都可以作为基底金属。所述的铟复合材料表面织构的表面织构单元可以是圆形、椭圆形或其它形状表面织构单元，表面织构单元的间距大小和分布密度根据机械零件受到作用力大小及运动速度快慢进行优化设计调整，各表面织构单元尺寸最大长度< 400 u m,最大宽度< 400 y m，最大深度< 50 u m。铟材料有很多种，本专利技术所述的铟材料层必须具有促进形成润滑油吸附膜、井能与具有铟复合材料层的机械零件表面形成一体、不分离特性的铟材料。所述的润滑油可以是如N15，N22, N150, N220等常用エ业用润滑油，或15W/40等常用汽车发动机润滑油。与现有技术比较，本专利技术的铟复合材料表面织构的相关技术有重大改进①结构和材质两个方面重大改进每个织构单元由两层不同的材料--促进形成润滑油吸附膜的铟材料层和铟复合材料层形成一体不分离，两层材料的材质不同，铟复合材料层的材质是通过表面改性形成新的铟复合材料层，因此织构単元的结构和材质两方面都已发生重大改进织构单元的形成油膜润滑原理重大改进表面织构单元(微小的凹坑)具有储油的性能，当铟复合材料表面织构的表面织构单元充满润滑油吋，织构单元的表面铟材料层良好的浸润性能、物理化学吸附性能促进及时形成润滑油膜，促进及时补充储油，提升了润滑性能；当铟复合材料表面织构的表面织构单元部分充满润滑油(润滑油未充满)，表面铟材料层良好的浸润性能，与零件表面的铟材料层或(铟材料层磨损后的)铟复合材料层的浸润性能配合作用，由于表面织构单元的深度< 50 ym，促进及时形成润滑油膜，明显提升了润滑性能，尤其是铟复合材料层的浸润性与织构单元表面的铟材料层良好的浸润性、物理化学吸附性能配合作用形成润滑油膜，与普通表面织构的工作原理有实质性不同形成动压润滑的重大改进表面织构单元的表面铟材料层的良好浸润性、物理化学吸附性能，与零件表面的铟材料层或(铟材料层磨损后的)铟复合材料层的浸润性能、物理化学吸附性能配合作用，促进形成动压润滑，避免机械零件的直接接触从而降低磨损；尤其是铟复合材料层的浸润性与织构单元表面的铟材料层良好的浸润性、物理化学吸附性能配合作用形成动压润滑，与普通表面织构的工作原理有实质性不同机械零件不同磨损阶段的储油和润滑协同性方面重大改进机械零件处于跑合磨损阶段(早期磨损阶段)，铟复合材料表面织构的表面铟材料层浸润性良好促进织构単元及时提供润滑作用，并及时补充储油；当机械零件由于使用过程逐渐摩擦磨损，铟材料层逐渐磨损减少，机械零件表面的材质为逐渐变为铟复合材料层，表面织构单元的表面仍为铟材料层，其良好浸润性、物理化学吸附性能与铟复合材料层配合作用，及时形成润滑油膜、润滑作用，机械零件不同磨损阶段的储油和润滑协同性方面明显提升，长期有效减少机械零件的摩擦磨损复合的润滑形式机械零件的相对运动过程中，铟材料层具有自润滑性能，与润滑油润滑、织构单元的储油和润滑一起形成复合的润滑形式，提升了润滑性能；结合表面织构单元的形状、大小、深度、表面织构单元的间距和分布密度尺寸进行优化设计，具有明显改善机械零件接触表面的摩擦学性能吸振減摩铟材料层能吸收部分振动、对存在微动磨损的机械零件具有吸收部分振动、铟材料层良好的自润滑性能減少存在微动磨损的机械零件接触表面因存在润滑不充分时的摩擦磨损有重要应用价值，铟复合材料表面织构对存在微动磨损的机械零件接触表面具有独特的減少摩擦磨损效果功效持久，因此，铟复合材料表面织构具有重要的应用价值和实用意义。本专利技术的有益效果是，能促进形成油膜润滑、促进形成动压润滑、形成复合的润滑形式，能长期有效减少机械零件接触表面的摩擦磨损，尤其是减少微动磨损效果且功效持久，使用方便，结构简单，适用性强，且应用成本适宜，适合批量生产的特点。附图说明图I为本专利技术实施例I的铟复合材料表面织构的放大的局部剖视图。图2为本专利技术实施例I的圆形的表面织构单元的形状结构示意图。 图3为本专利技术实施例2的表面织构单元的形状结构示意图。图中数字表示I一铟材料层，2 —铟复合材料层，3一圆形的表面织构单兀， 4 一椭圆形的表面织构单元。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进ー步说明。实施例I 图I为本专利技术实施例I的铟复合材料表面织构的放大的局部剖视图，图2为本专利技术实施例I的圆形的表面织构单元的形状结构示意图。本专利技术的铟复合材料表面织构特征在于用一种高锡铝且含铜量低的轴承合金材料进行热处理，通过机械加工方法制成机械零件，以零件的相互接触表面作为基底金属，在 基底金属上，进行清洁、除油、除锈、清洗吹干后，涂镀ー层含铟> 80%的Sn-Pb-In材料，通过加热至170°C 200°C并保温2 3小时，铟材料扩散进入基底金属形成新的具有促进形成润滑油吸附膜的铟复合材料层2 ;冷却至室温，去除残余的铟材料，进行清洁、清洗，热风吹干后，在具有铟复合材料层2的机械零件表面加工表面织构，表面织构由许多圆形的表面织构单元组成，表面织构单元3的最大直径< 350 u m,最大深度< 40 u m,各表面织构单元的底部呈圆弧形或近似圆弧形，如图I和图2所示实施例；每列的圆形表面织构单元3分布为靠近机械零件中间的表面织构单元分布较稀疏、靠近机械零件旁边的表面织构单元分布较密；表面织构单元呈现以列为单位阵列分布；零件表面的表面织构的分布密度0. 12 ；进行清洁、除油、清洗、风吹干后，再通过电镀エ艺镀上ー层具有促进形成润滑油吸附膜的Pb-Sn-Cu-In铟材料层1，应注意电镀エ艺的品质管控，保证铟材料层I与铟复合材料层2成为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.铟复合材料表面织构，其特征在于所述的铟复合材料表面织构是以机械零件的表面为基底金属，在基底金属上，将铟材料通过加热扩散进入基底金属形成新的、促进形成润滑油吸附膜的铟复合材料层，或通过离子注入基底金属形成促进形成润滑油吸附膜的铟复合材料层，然后在具有铟复合材料层的机械零件表面加工表面织构，表面织构由许多表面织构单元组成，再设一层与具有铟复合材料层的机械零件表面形成一体不分离而且具有促进形成润滑油吸附膜的铟材料层，形成铟复合材料表面织构。2.根据权利要求I所述的铟复合材料表面织构，其特征在于所述的基底金属是，铟材料可以通过加热扩散进入的金属材料，或铟材料可以通过离子注入的金属材料。3.根据权利要求I所述的铟复合材料表面织构，其特征在于所述的铟复合材料表面织构是用高锡铝且含铜量低的轴承合金材料进行热处理，通过机械加工方法制成机械零件，以零件的相互接触表面作为基底金属，在基底金属上，进行清洁、除油、除锈、清洗吹干后，涂镀一层含铟彡80%的Sn-Pb-In材料，通过加热至170°C 20(TC并保温2 3小时，铟材料扩散进入基底金属形成新的具有促进形成润滑油吸附膜的铟复合材料层；冷却至室温，去除残余的铟材料，进行清洁、清洗，热风吹干后，在具有铟复合材料层的机械零件表面加工表面织构，表面织构由许多圆形的表面织构单元组成，表面织构单元的最大直径...

【专利技术属性】
技术研发人员：林绍义，
申请(专利权)人：福建船政交通职业学院，
类型：发明
国别省市：