[发明专利]金属摩擦副表面精度智能再制造材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属摩擦副表面精度智能再制造材料。

背景技术

节约能源，提高机械设备使用效率和寿命，是我国国策和企业追求的目标之一。目前解决机械设备中金属的磨损失效问题主要采用两种技术途径：一是抗磨技术，即选择合适的耐磨材料来制造摩擦副，降低零(部)件磨损；另一是修复技术，即采用多种技术手段对已经发生磨损的金属部件进行修复，使部件的尺寸恢复到磨损前的状态。传统的修复手段包括镀层、补焊或镶嵌等技术，但存在着成本过高、精度较差、修补效果不好的问题，尤其是难以用于高精度、结构复杂的机械设备的修复。

目前还出现了一类新的修复技术，即采用对金属摩擦磨损表面有自修复功能的润滑剂，比如在2005年8月17日公开的中国发明专利CN1654608A中，就公开了一种由矿粉组合物、悬浮剂和润滑油组成的自修复润滑剂，其原理是润滑剂中的矿粉通过润滑油被输送到各个摩擦副的表面，当摩擦副工作时，在其表面会产生瞬时的高温高压，矿粉中的物质与摩擦副表面发生反应，并在摩擦副表面生成硬度高、光洁度好的保护层，从而达到修复目的。又比如2006年11月8日公开的中国发明专利CN1858294A中，公开了一种由层状羟基硅酸盐粉；表面改性剂；碳化石墨化催化剂组成的制剂，这种制剂也可以在金属表面形成保护层，起到修复的作用。

但是现有的润滑油添加剂在降低摩擦系数及修复摩损表面存在诸多不足，比如形成的保护层厚度不够，因为需要修复的许多大型机械结构的磨损量都较大，有时会达到10微米以上，而目前的润滑剂大多只能在金属表面上形成几个微米的耐磨保护层，并不能有效的消除磨损现象，恢复机械结构的出厂精度，实现磨损结构精度再制造的效果。同时，目前的润滑剂在使用时，存在反应速度慢，需要较长的磨合修复时间才能形成有效的耐磨保护层的问题，使得因设备停工导致修复成本高。此外，目前的润滑剂所形成的保护层还存在硬度、光洁度不高，修复效果不好等缺陷，基于上述不足，现有的润滑油添加剂在使用时修复、节能、节约成本的效果不够显著，因此，迫切需要开发出一种磨合修复时间短，修复精度高的新材料。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种新的材料。该材料能够在较短的磨合修复时间内在摩擦表面形成厚度达10微米以上的再制造层，并具有更高的硬度和光洁度，达到精度智能再制造的效果。

本发明的上述目的是通过以下方案解决的：

一种金属摩擦副表面精度智能再制造材料，由如下成分按重量份数配制而成：氧化镁25-40，菱苦土20-30，隐晶质石墨15-25，氮化硼10-15，聚乙二醇磷酸酯5-10，氧化铁0.1-1.0，二氧化锆和二氧化钛的混合物0.1-1.0，表面活性剂0.1-1.0。

本发明中使用的菱苦土，又名苛性苦土、苦土粉，它是主要成分为氧化镁，并且还含有多种其它成分的一种细粉状的气硬性胶结材料，主要用作制备陶瓷、搪瓷、坩锅的原料。本发明中通过使用菱苦土与氧化镁，发现能够提高形成耐磨保护层的速度，并能提高保护层的硬度。

本发明中使用的隐晶质石墨又名土状石墨、无定形石墨，是一种常见的矿物原料，其晶粒微细，一般小于1微米，可用于制造坩锅、电极，具有降低摩擦系数的特点。

本发明中使用的氮化硼具有层状结构，呈现松散、润滑等性质，适于作为高温固体润滑剂和挤压抗磨添加剂。它也是高温高压下生成高硬度与耐磨性的粘性材料。

本发明中使用的聚乙二醇磷酸酯能够使固体颗粒较好的均匀分散稳定悬浮、弥散于油类物质中，并且化学性质稳定，无其他化学反应。

本发明中二氧化锆和二氧化钛的混合物中两者的重量比为1∶2-4，颗粒的粒度均为小于200目，优选二氧化锆和二氧化钛的重量比为1∶2。二氧化锆颗粒是一种白色粉末，化学性质稳定，适合用作抛光剂、磨粒、和陶瓷的基质材料。二氧化钛颗粒也是一种白色粉末，性质稳定，适合用作产生一种光洁度高、硬度高的陶瓷表面。通过使用二氧化锆颗粒和二氧化钛颗粒的混合物，可以增强保护层的硬度，提高保护层表面的平整度和光洁度。

本发明中表面活性剂可以选择目前常见的非离子表面活性剂，如聚氧乙烯型表面活性剂，优选为聚氧乙烯失水山梨醇醚。

本发明中使用的所有原料均可采用市售产品，也可采用破碎、磁选、筛分、干燥等常规工艺对粒径较大的原料颗粒进行加工，使氧化镁的粒度小于1250目、菱苦土的粒度小于200目，隐晶质石墨的粒度小于800目，氮化硼的粒度小于600目，氧化铁的粒度小于1250目。