[发明专利]原位生长固体润滑剂增强镍基高温润滑复合材料制备方法

说明书

本发明公开了一种原位生长固体润滑剂增强镍基高温润滑复合材料制备方法，将NiCr、Mo和Bi₂O₃/TiO₂混合，加入乙醇进行球磨处理，然后筛粉并烘干；将烘干处理的混合粉末装入石墨磨具中进行冷压成型处理；最后进行真空热压烧结，制成纳米结构NiCr‑Mo‑Bi₂O₃/TiO₂复合材料，纳米结构NiCr‑Mo‑Bi₂O₃/TiO₂复合材料的显微硬度为480～510HV，抗压强度为1300～1500MPa。本发明制备的高温润滑复合材料有效改善了金属氧化物与NiCr基体之间的润湿性，提高了金属氧化物与基体之间的结合强度。Mo具有固溶强化的作用，可进一步提高复合材料的强度。加入的Bi₂O₃与TiO₂在高温烧结过程中可以发生反应生成Bi₄Ti₃O₁₂高温固体润滑剂，实现复合材料的高温润滑性能。复合材料中细小的纳米颗粒具有细晶强化的作用，可有效提高了复合材料的强度。

技术领域

本发明属于高温润滑复合材料技术领域，具体涉及一种原位生长固体润滑剂增强镍基高温润滑复合材料制备方法。

背景技术

航空航天、核工业等高新技术产业的快速发展，对极端苛刻工况(高温、高载、高速等)条件下服役材料的摩擦磨损性能提出了更高的要求，如：耐更高温度、润滑及耐磨，相关运动部件在苛刻条件下的耐磨与润滑问题已成为影响整个装备运行的可靠性和寿命的技术关键。因此，迫切需要运用材料学的基础知识构筑更高温度条件下高强高温润滑复合材料，以满足我国航空航天、核工业等高新技术产业的发展需求。

镍基高温合金具有优异的高温强度、抗高温氧化和抗腐蚀能力，主要作为高温润滑材料的基体材料使用，目前已成功使用在现代航空发动机和工业燃气轮机等设备上。Mo有固溶强化的作用，加入基体材料中可有效提高材料的强度。金属氧化物具有高熔点、高硬度、高耐磨性及耐氧化等优点，可以在高温条件下长期使用。同时也是一种优异的高温固体润滑剂。但金属氧化物一般与金属的润湿性较差，加入金属基体中制备的复合材料的强度一般较低，这会严重影响复合材料的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种原位生长固体润滑剂增强镍基高温润滑复合材料制备方法，利用Bi₂O₃和TiO₂在烧结过程中的原位反应，生成Bi₄Ti₃O₁₂高温润滑剂，实现复合材料的高温润滑性能，同时可有效改善金属氧化物与基体之间润湿性差的问题，提高复合材料的强度。同时复合材料中的纳米颗粒具有细晶强化的作用，可进一步提高复合材料的强度。

本发明采用以下技术方案：

原位生长固体润滑剂增强镍基高温润滑复合材料制备方法，将NiCr、Mo和Bi₂O₃/TiO₂混合，加入乙醇进行球磨处理，然后筛粉并烘干；将烘干处理的混合粉末装入石墨磨具中进行冷压成型处理；最后进行真空热压烧结，制成纳米结构NiCr-Mo-Bi₂O₃/TiO₂复合材料，纳米结构NiCr-Mo-Bi₂O₃/TiO₂复合材料的显微硬度为480～510HV，抗压强度为1300～1500MPa。

具体的，按质量百分数计，NiCr为60～80％，Mo为5～15％，Bi₂O₃/TiO₂为15～25％。

进一步的，Ni与Cr的质量比为4:1。