一种宽温域自润滑涂层材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于热喷涂技术领域，特别涉及一种宽温域自润滑涂层材料及其制备方法。本发明专利技术材料为由粘接相、硬质相和润滑相所组成的均匀混合物材料。本发明专利技术以包覆型NiMoAl为粘结相，以球形Cr3C2或Cr2O3为耐磨相，以Ag和CaF2???BaF2为润滑相，混合制成宽温域自润滑涂层材料。聚合型NiMoAl在喷涂过程中会发生反应，会促进涂层的结合，而其中的金属Mo会在喷涂后保留一部分单质状态，起到了减摩作用，提高了润滑组元的分布均匀性，有助于摩擦初期迅速形成自润滑膜层。同时采用球形硬质相可以减少硬质相对摩擦对偶件的磨损。采用本发明专利技术后初期摩擦系数可由0.4稳定下降为0.2以下，结合强度由30?MPa以下提高到40?MPa以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于热喷涂
，特别涉及。
技术介绍
现代工业的发展促使越来越多的机械在高温高速等恶劣环境下工作，特别是航空航天等行业的发展，机械面临真空、高低温温差大等特殊环境，普通的润滑剂难以满足使用要求，固体自润滑涂层因其减摩效果稳定、适合于恶劣工况条件，而引起人们的广泛关注。固体自润滑涂层一般由粘结相、耐磨相和润滑相组成。目前国内外比较成熟的宽温域自润滑体系的主要成分为:粘结相主要是NiCr合金，耐磨相主要由Cr3C2或Cr2O3组成，润滑相主要两种组元构成，一种是Ag，提供低温段的减摩润滑；一种是CaF2.BaF2，提供高温段的减摩润滑。随着工况对自润滑性能要求的提高，美国研究人员采用NiMoAl合金粉末代替NiCr合金，自润滑涂层的耐氧化性更好，耐温性也获得提高。但是自润滑涂层在使用过程中一直存在润滑组元易脱落，减摩效果不稳定等问题，特别是在使用初期，摩擦系数不稳定，摩擦系数大于0.4，易在初期造成对磨件的 磨损。其主要原因是润滑组元在摩擦开始阶段分散不均匀，表面未能形成连续的自润滑膜层；涂层内部结合较差，加工和摩擦过程中容易脱落，结合强度一般小于30 MPa。
技术实现思路
针对现有技术不足，本专利技术提供了。一种宽温域自润滑涂层材料，其为由粘接相、硬质相和润滑相所组成的均匀混合物材料，其中粘结相为聚合型NiMoAl，占宽温域自润滑涂层材料总质量的609Γ80% ;硬质相为球形Cr2O3或Cr3C2，硬质相的粒径为小于等于50 μ m,占宽温域自润滑涂层材料总质量的10°/Γ20% ;润滑相为Ag和CaF2.BaF2,占宽温域自润滑涂层材料总质量的6°/Γ20%，其中Ag占宽温域自润滑涂层材料总质量的39TlO%，CaF2.BaF2占宽温域自润滑涂层材料总质量的3% 10%。所述聚合型NiMoAl以Ni粉为核心，以Μο、Α1混合粉为包覆层，所述聚合型NiMoAl的粒径为30 μ πΓ ΟΟ μ m之间。所述Ni占粘结相总质量的80% 90%，Mo占粘结相总质量的5% 10%，Al占粘结相总质量的5% 10% ；Ni粉的粒径为小于等于80 u m,Mo粉的粒径为小于等于10 u m，招粉的粒径为小于等于5 μπι0—种宽温域自润滑涂层材料的制备方法，其具体步骤如下:a.准备粘接相:以Ni粉为核心，以Mo、Al混合粉为包覆层，制备聚合型NiMoAl，其中Ni占聚合型NiMoAl总质量的80% 90%，Mo占聚合型NiMoAl总质量的5% 10%，A1占聚合型NiMoAl总质量的5% 10%，获得粒径为30 μ πΓ ΟΟ μ m的聚合型NiMoAl粉末粘接相；b.准备硬质相:以球形Cr2O3或Cr3C2为硬质相，硬质相的粒径为小于等于50μ m ；C.准备润滑相:以Ag和CaF2.BaF2为润滑相，润滑相的粒径为小于等于50 μ m ;d.将粘结相、硬质相和润滑相三种成分混合均匀即制得宽温域自润滑涂层材料；其中粘结相占宽温域自润滑涂层材料总质量的609Γ80%，硬质相占宽温域自润滑涂层材料总质量的109Γ20%，润滑相中Ag占宽温域自润滑涂层材料总质量的39TlO%，润滑相中CaF2 BaF2占宽温域自润滑涂层材料总质量的39TlO%。所述Ni粉粒径为小于等于80 μ m, Mo粉粒径为小于等于10 μ m,铝粉粒径为小于等于5 μ m。本专利技术的有益效果为:本专利技术所采用的聚合型NiMoAl在喷涂过程中会发生反应，特别是N1、Al放热，会促进涂层的结合，而其中的金属Mo会在喷涂后保留一部分单质状态，金属钥具有较好的减摩效果，提高了润滑组元的分布均匀性，有助于摩擦初期迅速形成自润滑膜层。同时采用球形硬质相可以减少硬质相对摩擦对偶件的磨损。初期摩擦系数可降于0.2以下，结合强度大于40 MPa。具体实施例方式本专利技术提供了，下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步说明。实施例1选取平均粒径约5 μ m的Mo和平均粒径为2 μ m的Al粉各100 g,通过球磨混合均匀，得到Mo粉和Al粉的混合粉末；选取平均粒径为50 ym的Ni粉800 g作为核心，通过胶粘团聚的方法在Ni粉表面包覆上Mo粉和Al粉的混合粉末，烘干。以125 g粒径小于等于30 μ m的球形Cr2O3为硬质相；以粒径小于等于30 μ m的Ag和CaF2.BaF2为润滑相，其中Ag的质量为60 g,CaF2.BaF2 的质量为 65 g ；将上述粉末混合均匀，得到一种宽温域自润滑涂层材料，等离子喷涂后获得自润滑涂层，涂层起始阶段摩擦系数在初始阶段可稳定在0.16^0.18之间，结合强度大于45MPa0实施例2选取平均粒径为3 μ m的Mo和平均粒径为I μ m的Al粉各30 g,通过球磨混合均匀，得到Mo粉和Al粉的混合粉末；选取平均粒径为50 ym的Ni粉540 g作为核心，通过胶粘团聚的方法在Ni粉表面包覆上Mo粉和Al粉的混合粉末，烘干。以200 g粒径小于等于20 μ m的球形Cr2O3为硬质相；以粒径小于等于40 μ m的Ag和CaF2.BaF2为润滑相，其中Ag的质量为100 g,CaF2.BaF2 的质量为 100 g ； 将上述粉末混合均匀，得到一种宽温域自润滑涂层材料，等离子喷涂后获得自润滑涂层，涂层起始阶段摩擦系数在初始阶段可稳定在0.1(Γ0.14之间，结合强度大于42 MPa0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽温域自润滑涂层材料，其特征在于：所述宽温域自润滑涂层材料为由粘接相、硬质相和润滑相所组成的均匀混合物材料，其中粘结相为聚合型NiMoAl，占宽温域自润滑涂层材料总质量的60%~80%；硬质相为球形Cr2O3或Cr3C2，硬质相的粒径为小于等于50?μm，占宽温域自润滑涂层材料总质量的10%~20%；润滑相为Ag和CaF2???BaF2，占宽温域自润滑涂层材料总质量的6%~20%，其中Ag占宽温域自润滑涂层材料总质量的3%~10%，CaF2???BaF2占宽温域自润滑涂层材料总质量的3%~10%。

【技术特征摘要】
1.一种宽温域自润滑涂层材料，其特征在于:所述宽温域自润滑涂层材料为由粘接相、硬质相和润滑相所组成的均匀混合物材料，其中粘结相为聚合型NiMoAl，占宽温域自润滑涂层材料总质量的60°/Γ80% ;硬质相为球形Cr2O3或Cr3C2，硬质相的粒径为小于等于50μ m,占宽温域自润滑涂层材料总质量的10°/Γ20% ;润滑相为Ag和CaF2.BaF2,占宽温域自润滑涂层材料总质量的69Γ20%，其中Ag占宽温域自润滑涂层材料总质量的39Tl0%，CaF2.BaF2占宽温域自润滑涂层材料总质量的39TlO%。2.根据权利要求1所述的一种宽温域自润滑涂层材料，其特征在于:所述聚合型NiMoAl以Ni粉为核心，以Μο、Α1混合粉为包覆层，所述聚合型NiMoAl的粒径为30 μ πΓ ΟΟμ m之间。3.根据权利要求2所述的一种宽温域自润滑涂层材料，其特征在于:所述Ni占粘结相总质量的80% 90%，Μο占粘结相总质量的59TlO%，Al占粘结相总质量的5% 10% ；Ni粉的粒径为小于等于80 μ m，Mo粉的粒径为小于等于10 μ m，铝粉的粒径为小于等于5 μ m。4.一种如权利要求1所述的一种宽温域自润...

【专利技术属性】
技术研发人员：于月光，任先京，高峰，沈婕，赵晓东，袁建鹏，徐红艳，
申请(专利权)人：北京矿冶研究总院，北矿新材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：