[发明专利]一种耐高温自润滑型耐磨涂层的制备方法

说明书

本发明涉及一种耐高温自润滑型耐磨涂层的制备方法，属于自润滑涂层技术领域。本发明技术方案中采用聚锆氧烷为原料并与聚乳酸复合，形成凝胶材料并作为胶结材料，使其在高温状态下有效负载至材料表面，由于陶瓷材料具有优异的耐热性能，使其在高温状态下稳定存在并有效负载，形成具有耐高温性能的自润滑涂层，同时，由于二硫化钼有效填充和沉积在涂层材料表面后，在自润滑涂层表面形成致密的保护膜，有效提高涂层材料的致密性能，增强涂层材料的承载性能。

技术领域

本发明涉及一种耐高温自润滑型耐磨涂层的制备方法，属于自润滑涂层技术领域。

背景技术

固体润滑复合材料是材料研究领域的一个重要发展方向，其以在特殊使用条件下具有优良的摩擦学特性而受到学界、工业界的广泛关注。它主要是是通过在金属、非金属或陶瓷材料中添加固体自润滑剂材料混合而成的复合材料，是实现自润滑的主要方式之一。固体自润滑复合材料物理及综合力学性能取决于基体，而润滑性能取决于固体自润滑剂的摩擦学特性。根据基体的不同，通常把固体润滑复合材料分为金属基润滑复合材料、非金属基润滑复合材料、陶瓷基润滑复合材料三类。 金属基润滑复合材料是以金属为基体的复合材料，也是研究比较多的一种材料。其自润滑特性取决于在摩擦过程中固体自润滑相的析出和弥散分布，自润滑剂析出越多，则会形成转移润滑膜，可以使摩擦发生在转移膜之间，从而可以减少摩擦磨损。目前，Fe基、Ni基、Co基、Ni-Cr基等高温耐热合金的应用研究比较广泛。如在Ni-Cr合金基体中，S、MoS₂/WS₂的加入与Cr在高温烧结时，会有新相Cr_xS_y生成，Cr_xS_y大都为六方晶系或单斜晶系，其熔点均较高，当它们形成共晶后，熔点可从1300℃左右降到600～900℃，并在高温中易于变形，在工件表面形成Cr_xS_y润滑膜。非金属基润滑复合材料主要以高分子材料为基体，具有一定的机械强度，质地较软韧性好，吸振降噪，化学稳定性好，摩擦学特性受环境的影响较小，可用于水中及液氮、液氢等超低温环境下，但机械强度低，承载能力较差，耐热和传热性能不理想。所以制备一直居于优异耐热性能的涂层材料很有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有自润滑涂层耐热性能较差，机械强度低，承载能力较差的问题，提供了一种耐高温自润滑型耐磨涂层的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）按质量比1:15，将聚锆氧烷添加至二甲苯中，搅拌混合并静置3～5h，得基体液；再取聚乳酸并球磨、粉碎、过筛得球磨粉末，按质量比1:8，将球磨粉末添加至基体液中，超声分散，得分散液；

（2）将分散液置于搅拌混合，静置处理，得凝胶液，真空冷冻干燥得干燥凝胶，按质量比1:5，将二硫化钼与干燥凝胶搅拌混合并置于球磨罐中，球磨，过筛得混合粉末；

（3）将混合粉末置于管式气氛炉中，通氮气排除空气，升温加热、保温煅烧，静置冷却至室温，球磨粉碎并过筛，得包覆改性粉末；

（4）将所需喷涂的表面用无水乙醇洗涤干燥，将包覆改性粉末采用氩气进行等离子体喷涂至所需喷涂的表面，等离子喷涂处理并置于室温下静置20～24h，即可制备得所述的耐高温自润滑型耐磨涂层。

步骤（3）所述的氮气通入速率为45～50mL/min。

步骤（3）所述的升温加热为按10℃/min升温至1250～1300℃。

步骤（4）所述的等离子喷涂处理为，控制等离子体喷涂功率为20～30kW，主汽流量为2～3mL/min，控制喷涂距离为100～150mm，进料速率为20～25g/min，载气流量为0.3～0.5mL/min。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：