[发明专利]一种以LiPbAg-BC为调控剂具有自润滑特性与润滑自调控功能材料的制备方法

权利要求书

1.一种以LiPbAg-BC为调控剂具有自润滑特性与润滑自调控功能材料的制备方法：其特征在于：以TiNiAlZrNbSiMoY为基体材料，AuCdSe-MoO为固体润滑相，LiPbAg-BC为调控剂，利用超高温高压气体喷射技术制备TiNiAlZrNbSiMoY与AuCdSe-MoO球形结构粉末，借助金属激光烧结成型技术制备具有微孔流道结构TiNiAlZrNbSiMoY-AuCdSe-MoO自润滑材料，利用真空压力熔渗调控剂于微孔流道，用以实现AuCdSe-MoO固体润滑相对TiNiAlZrNbSiMoY基复合材料的润滑，以及调控剂LiPbAg-BC对TiNiAlZrNbSiMoY-AuCdSe-MoO基复合材料润滑性能的调控；

基体材料TiNiAlZrNbSiMoY与固体润滑相AuCdSe-MoO质量比为1:(0.2～0.9)，其中TiNiAlZrNbSiMoY基体材料元素质量比为10:16:6:5:3:0.45:0.4:0.3；固体润滑相AuCdSe与MoO质量比为1:(0.2～0.5)，AuCdSe元素质量比为3:2:(3～5)，MoO元素质量比为1:(2～5)，LiPbAg-BC为TiNiAlZrNbSiMoY基自润滑材料润滑性能调控剂，基体材料TiNiAlZrNbSiMoY与调控剂LiPbAg-BC质量比为2:(0.1～0.3)，其中LiPbAg与BC质量比为20:3，LiPbAg原子比(at.％)为2:3:(5～8)，BC原子比(at.％)为2:(1～3)，利用超高温高压气体喷射技术、激光烧结成型以及真空压力熔渗方法，制得一种以AuCdSe-MoO为固体润滑相，LiPbAg-BC为调控剂，TiNiAlZrNbSiMoY为基体的自润滑材料；

将Ti、Ni、Al、Zr、Nb、Si、Mo与Y粉末振动混合后，利用超高温高压气体喷射技术制备微观球形粉末，用作TiNiAlZrNbSiMoY基体材料原始粉末；将层状MoO粉末混合于Au、Cd、Se粉中，利用超高温高压气体喷射技术制备球形固体润滑相AuCdSe-MoO，利用激光烧结成型制备具有微孔流道的TiNiAlZrNbSiMoY-AuCdSe-MoO自润滑复合材料，将纳米颗粒BC与Li、Pb、Ag粉末均匀混合，得到LiPbAg-BC调控剂，并将其利用真空压力熔渗于微孔流道，对自润滑材料摩擦学性能起到调控作用，从而得到一种以AuCdSe-MoO为固体润滑相LiPbAg-BC为调控剂TiNiAlZrNbSiMoY为基体的自润滑复合材料；

以LiPbAg-BC为调控剂具有自润滑特性与润滑自调控功能材料的制备方法，包括如下几个步骤：

(1)备料与混料：按照上述比例称取Ti、Al、Zr、Nb、Si、Mo、Y单质粉末，用于制作TiNiAlZrNbSiMoY基体，Au、Cd、Se、MoO粉末，用于制作AuCdSe-MoO固体润滑相，以及Li、Pb、Ag、BC粉末，用于制作LiPbAg-BC调控剂，利用振动混料机对基体材料、固体润滑相以及调控剂分别进行振动混合，其中振动频率为10-90Hz，振动力为7000-15000N，振动时间为10-90min；

(2)球形粉末制备：利用超高温高压气体喷射技术将Ti、Ni、Al、Zr、Nb、Si、Mo与Y粉末制备成一种TiNiAlZrNbSiMoY球形粉末；将Au、Cd、Se与MoO粉末制备AuCdSe-MoO固体润滑相球形粉末；

(3)微孔流道制备：利用步骤(2)所得TiNiAlZrNbSiMoY与AuCdSe-MoO球形粉末，激光烧结成型具有微孔流道结构TiNiAlZrNbSiMoY-AuCdSe-MoO自润滑复合材料；

(4)材料制备：利用步骤(1)中所得的LiPbAg-BC混合粉末，将其真空压力熔渗于微孔流道，得到一种以AuCdSe-MoO为固体润滑相LiPbAg-BC为调控剂TiNiAlZrNbSiMoY为基体的自润滑复合材料；

步骤(1)所述的Ti、Al、Zr、Nb、Si、Mo、Y、Au、Cd、Se、Li、Pb与Ag单质粉末粒径为30-60μm，纯度为95.50-99.99％，层状MoO润滑剂厚度为45-115nm，纳米颗粒BC粒径为50-120nm；

步骤(2)中所述的超高温高压气体喷射技术制备AuCdSe-MoO与TiNiAlZrNbSiMoY球形粉末，其熔炼温度为900-1700℃，测温方式为红外线测温，真空度为3.8-6.0×10^-2Pa，保护气体为氩气，氩气压力为10-15MPa，最高气体流量为500-600m³/h，冷却液为超纯水，超纯水流量为20-30m³/h；

步骤(3)中所述TiNiAlZrNbSiMoY基体材料激光烧结功率为95-130W，扫描方式为线扫描，间距为0.06-0.20μm，线速度为4000-5500mm/s，送粉率为10-15g/min，熔覆厚度为5-15μm；AuCdSe-MoO固体润滑相激光烧结功率为110-120W，扫描方式为线扫描，速度为4500-5500mm/s，间距为0.04-0.12μm，送粉率为5-10g/min，单层熔覆厚度为8-15μm；

步骤(4)中所述的真空压力熔渗调控剂LiPbAg-BC于微孔流道，熔渗温度为1300-1500℃，保温时间为20-90min，加热功率为90-130kW，升温速率为50-100℃/min，真空度为0.8-0.9×10^-2Pa，施加压力为0.6-0.9Mpa，调控剂LiPbAg-BC填充率为95.50-99.95％。