[发明专利]一种金属磨损自修复剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属磨损自修复剂，属于金属修复技术领域。

背景技术

磨损是材料3种失效模式（磨损、腐蚀和断裂）之一。根据报道，大部分设备的损坏及失效有80%是由于摩擦、磨损造成的。摩擦和磨损能够严重地影响机械设备的可靠性、安全性及寿命。根据近20年美国、英国、日本、德国4个国家的调查分析指出，由于磨损失效而造成的经济损失是非常巨大的，是各国国民经济总产值的2%。目前，世界上解决构件的磨损失效问题主要采用抗磨技术、减摩技术和修复技术3种途径。

3种传统的解决摩擦磨损的技术途径大多数是各自独立的，而且其有效性、可靠 性和通用性也受到限制。因此，世界各国都在竞相竭力寻找能够同时具备减摩、抗磨和修复功能的金属磨损自修复材料和技术。

近年来，金属磨损自修复技术在铁路内燃机车、载重电动轮车、汽车内燃发动机、汽车机械变速箱、汽车后桥、齿轮箱减速器、滚动轴承和压缩机等方面均得到了广泛的应用，并且在交通运输和冶金矿山等部门和行业的使用中也获得显著效果。此外，金属自修复在纺织配件、刀具、工具和机械零配件等也有一些应用。

金属磨损自修复对改善传统工程机械和零部件的使用性能及延长其使用寿命产生显著效果。但是该技术受摩擦副形状和摩擦条件的限制，应用具有局限性，且使用效果不稳定，因此研究不同载荷条件下金属磨损自修复材料生成保护层的效果，就显得尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前金属磨损自修复技术受摩擦副形状和摩擦条件的限制，应用具有局限性，且使用效果不稳定的问题，本发明提供了一种金属磨损自修复剂。

为解决技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种金属磨损自修复剂，其特征在于，由下述重量份原料组成：

8～10份纳米羟基硅酸镁，0.1～0.2份二硫化钼，1.0～1.2份铟，150～300份改性基础油。

所述纳米羟基硅酸镁为氧化铁掺杂活性纳米氧化镁与纳米二氧化硅按质量比1：1加入去离子水中混合，并调节pH为13～14后，装入水热反应釜中加热至220～250℃反应18～20h，经过滤洗涤干燥后制得。

所述氧化铁掺杂活性纳米氧化镁为铁掺杂纳米氢氧化镁分散在无水乙醇中，离心分离干燥后在700～800℃下煅烧2～3h制得。

所述铁掺杂纳米氢氧化镁为50～60重量份硝酸镁，0.5～1.5重量份尿素，0.5～1.0重量份硝酸铁，10～12重量份质量分数为1%聚乙烯醇溶液，4～8重量份无水乙醇，与去离子水混合后经氨水调节pH为10.0～11.0，并加热至150～160℃，反应6～8h后过滤洗涤制得。

所述改性基础油具体为下述重量份原料制备：

将120～240份聚癸烯加热至120～140℃后加入70～100份十二羟基硬脂酸，15～20份氢氧化锂，搅拌1～2h后再加入15～30份癸二酸，并升温至180～220℃，继续搅拌1～2h制得。

本发明的有益技术效果是：

本发明利用机械设备运转过程中，在摩擦副表面摩擦过程中发生磨损区域后，在摩擦切削力和微粒研磨剪切力的共同作用下，在磨损区域发生微局部高温，并在摩擦副表面发生力化学和热化学置换反应，通过纳米羟基硅酸镁与二硫化钼、铟结合生成一种类金属陶瓷层，在摩擦过程中产生的热能使类金属陶瓷层持续生长，直到恢复到最佳配合间隙，自行修复磨损金属表面，大幅提高精密机械零件的使用寿命，减少因精密机械零件失效而引起的事故和损失，大大减少了设备的停机维修时间，提高装备利用率。

具体实施方式