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专利号: 2021114064583
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种对固体润滑剂起到缓释作用的表面复合织构,其特征在于,包括凹坑,所述凹坑内填充有固体润滑剂,所述固体润滑剂表面覆盖有多孔材料,所述多孔材料为CuAl金属间化合物;

所述凹坑为圆形凹坑,加工织构密度为30%~40%,织构密度根据以下公式计算得到:

单个圆形凹坑视作一个圆,直径为D每行中两个相邻凹坑圆心的中心距为L,每列中两个相

2 2

邻凹坑圆心的中心距为H,为了便于加工,令L=H,密度计算公式为TD=(D /4H )×π×

100%;

所述固体润滑剂以质量分数计包括h‑BN纳米颗粒20%~30%、纳米MoS2颗粒50%~

60%、纳米金刚石5%~20%、超细环氧树脂粉末5%~15%,其中,片状h‑BN纳米颗粒的颗粒直径为200~250nm,纳米MoS2颗粒直径为90~120nm,纳米金刚石的额颗粒直径为40~

80nm超细环氧树脂粉末的颗粒直径为3~10μm;

所述的对固体润滑剂起到缓释作用的表面复合织构的制备方法,包括以下步骤:

(1)激光法加工得到圆形凹坑;

(2)采用热压填充法将固体润滑剂填充到圆形凹坑内;

(3)将Cu、Al粉末按照所需配比在常温下机械混合均匀,模压出片状坯后在真空中烧结脱去水分,升温进行中温固相扩散,最后升温烧结制得CuAl金属间化合物多孔支撑材料;

(4)将甘油和聚乙二醇混合得到有机物添加剂,CuAl金属间化合物多孔支撑材料和有机物添加剂混合得到复合浆料;

(5)将混合浆料涂覆在固体润滑剂表面,真空加热脱除有机物添加剂,继续升温进行固相偏扩散形成孔隙,升温进行均匀化处理,冷却后即可得到对固体润滑剂起到缓释作用的表面复合织构。

2.根据权利要求1所述的对固体润滑剂起到缓释作用的表面复合织构,其特征在于,所述步骤(1)中利用二级管泵浦Nd:YAG激光加工机在巴氏合金表面进行加工,输出波长为500~600nm,脉冲宽度小于60~70nm,泵浦电流15~18A加工出直径50~120μm,深度15~50μm的均匀分布的圆形微坑。

3.根据权利要求1所述的对固体润滑剂起到缓释作用的表面复合织构,其特征在于,所述步骤(2)中将h‑BN纳米颗粒、纳米MoS2颗粒、纳米金刚石和超细环氧树脂粉末按质量比称量好后在常温下充分混合,取粉末混合物,将其均匀铺展于加工好圆形微坑的巴氏合金表面,然后采用特定的凸形表面压力加载模具,设置加载压力为220~280Mpa对其表面进行加压,填充深度为凹坑深度的3/4~5/6,将加压状态下的压力加载磨具和巴氏合金一同放入

180~250℃的电阻炉,加热5~10min后断电取出,加大压力至270~330Mpa后继续放电阻炉中,保持温度230~280℃,每加热8~15min后加压一次,每次加压5~15Mpa,直到加压至330~380Mpa,共计加热1~1.2h,加热完成后冷却至室温。

4.根据权利要求1所述的对固体润滑剂起到缓释作用的表面复合织构,其特征在于,所述步骤(3)中Cu、Al粉末质量配比为7:2~7:5,Cu粉末平均粒径为70~110μm,Al粉末平均粒径为70~100μm,常温下机械混合均匀后,采用模压方式,设置压力为250~330Mpa,压制出‑1 ‑2片状坯后在真空中烧结,真空控制度为1.0×10 ~1.0×10 Pa,在130~160℃中烧结35~

50min脱去水分,然后将温度升高到500~600℃,进行中温固相扩散,控制时长60~70min,再升温至1100~1300℃,烧结130~180min,制得CuAl金属间化合物多孔支撑材料。

5.根据权利要求1所述的对固体润滑剂起到缓释作用的表面复合织构,其特征在于,所述步骤(4)中有机物添加剂中包括甘油50%~70%和聚乙二醇30%~50%,CuAl金属间化合物多孔支撑材料和有机物添加剂的质量比为2:0.8~2:1.5。

6.根据权利要求1所述的对固体润滑剂起到缓释作用的表面复合织构,其特征在于,所述步骤(5)中采用喷涂法在巴氏合金织构表面刮涂出一层平整连续的复合浆料涂层,在真空氛围中,控制升温速度为10~20℃/min,升温至180~220℃,控制加热时长在40~60min,脱除有机物添加剂后,控制升温速度为10~20℃/min,继续升温至230~280℃,控制加热时长在60~70min,进行固相偏扩散,而后控制升温速度为10~20℃/min,再升温至300~350℃,控制加热时长为100~130min,对材料成分进行均匀化处理,冷却后抛光打磨后即可得到最终复合织构。