專利名稱：摻銀鎳鉻碳化鉻基高溫自潤(rùn)滑涂層材料制備方法
,鎳鉻碳化縫高溫自潤(rùn)滑涂層材料制備方法^b^領(lǐng)域l本發(fā)明屬于熱噴凃技術(shù)與材料加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種，,鎳鉻碳化鉻基高溫自潤(rùn)m^凃?qū)硬牧系闹苽浞椒ā?b>背景獄:5feitM空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)和制造中翻的刷式密封是一種接觸性密封，在糊部件瞬間大幅徑向位移后可鵬密封間隙不變，其泄M是蓖齒密封的1/5至1/10，發(fā)動(dòng)機(jī)耗油率斷氐約2%，大大改善了 t^部件的運(yùn)行穩(wěn)定性。刷式密封中，刷毛接觸的軒軸表面(跑道)需要噴凃一層高溫耐磨自潤(rùn)滑涂層以保證在高^(guò)M氣環(huán)境下附氐轉(zhuǎn)子軸的磨損以及M^刷毛 的磨損量。作為鵬于刷式密封結(jié)構(gòu)中、軒跑道表面上的高溫自潤(rùn)滑涂層材料，國(guó)內(nèi)外都己會(huì)鎖行了 一定的研究工作。Sliney采用^M氟化物共晶^S透分散在多孔的鎳鉻合金中得到一種高溫自潤(rùn)滑 涂層材I4(US Patent 3419363)。隨后，美國(guó)NASA等航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究機(jī)構(gòu)對(duì)刷式密封用各種材料進(jìn)行的深入研究，使刷式密封技術(shù)日趨成熟，高溫自潤(rùn)滑涂層材料射導(dǎo)到了長(zhǎng)足織。從七+^代開(kāi)始，英、美等國(guó)家許多大MM空發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠家(如普惠、GE、羅一羅公司等)，開(kāi)發(fā)了多個(gè)系歹啲磨損涂層材料體系，如氧化物陶瓷系列、碳化物系列、硬質(zhì)合金系列等，根據(jù) 不同使用溫度和條件，選擇不同種類的涂層。美國(guó)研究開(kāi)發(fā)了各種配比的自潤(rùn)滑涂層材料，如 PS/PM212系列等。該類新型高溫耐磨自潤(rùn)滑涂層材料的主要特點(diǎn)之一，是以氟化物作為潤(rùn)滑,。 氟化物(CaF2、BaF2)是性能鵬的高溫潤(rùn)滑材料，將其與其它金屬陶瓷復(fù)合f頓，是高溫中有效 的固懶寫滑劑。由62XBaF2-38XCaF2組成的共晶體具有比單純氟化物更好的潤(rùn)滑性能?，F(xiàn)在的自潤(rùn)滑涂層材料""i^用機(jī)術(shù)昆合法制備，戶賴恪的粉末成分鄉(xiāng)不均勻，松裝比重 低，流動(dòng)性差，制備的涂層組織不均勻，潤(rùn)滑鵬瞎。本發(fā)明采用噴凃千燥燒結(jié)法制備的自潤(rùn)滑 涂層材料，成分均勻，松裝比重高，流動(dòng)性好，具有工藝簡(jiǎn)單，易于操作、對(duì)設(shè)備要求低，生產(chǎn) 成本低和產(chǎn)品質(zhì)量好、^量大、經(jīng)濟(jì)可靠、可以工業(yè)推廣m點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容:本發(fā)明目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的J^i不足，提供一種!錄鎳鉻碳化I&S高溫自潤(rùn) 滑涂層材料的制備方法。本發(fā)明提供的摻銀鎳鉻碳化I&S高溫自潤(rùn)滑涂層材料的制備方法，包括以下歩驟-第一、采用噴霧干夂f燒結(jié)法制備含氟化物鎳鉻碳化絡(luò)核心粉末，其中BaF2 6.2 9.3%， CaF2 3.8~5.7%， Ni9~16%， C2~7%， Cr縫；
第二、調(diào)配氧化M還原液氧化液為AgN03 10-80g/l、 NaOH5-50g/I、氨水5-50g/L;還原液 為水合肼0.1-10 g/l、 20"600 g/l、酒碰1-100 g/l、表面活性劑0.25-50 g/l、正TB 0.1-50g/h第三、將一頻U得的楊O粉末加AH步調(diào)配的還原液中，在不斷攪袢下，將氧化液緩廈滴加至還 原液中，加熱至55-99'C進(jìn)行反應(yīng)10-lOOmin;以使銀粒子均勻沉積在核心粉絲面，形成被在 核心粉絲面上的金屬銀層；第四、鵬結(jié)束后，冷卻至室溫，倒出上清液，將鍍銀后的復(fù)鎖末洗滌后，自然千燥；第五、將上步千燥后的粉末于800XM20(TC燒結(jié)2至6小時(shí)，即得到J魏鎳鉻碳化縫高溫自潤(rùn)滑涂層材料。戶艦的氟化物是氟化藥與氟化鋇的共晶體。所述的表面活性劑可以是聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚丙烯醐安中的一種或兩種。 戶皿的核心粉末的粒度可以是10Mm-200Mm內(nèi)的任一粒度分布范圍。戶;M的，在核心粉^面上的金屬銀層厚度可從納米級(jí)到m^級(jí)不等。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極鄉(xiāng)(1) 包覆工藝新穎，無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的敏化活40:序，可以應(yīng)用于其它銀包覆型粉,料的制備。(2) 金屬銀包覆均勻，有利于^N資涂過(guò)程中的脫,損。(3) 自潤(rùn)^ta分(氟化物、銀)分布均勻，涂層性能優(yōu)異。綜j^f述，該方法制備的自潤(rùn)滑涂層材料具有松裝密度高，流動(dòng)附子，采用該法制備的自潤(rùn)滑涂層材料噴凃后形成的涂層致密，摩擦系數(shù)低，自潤(rùn)滑性能好；同時(shí)該制備方法具有工藝簡(jiǎn)單、 易于操作、X寸設(shè)備要求低，生產(chǎn)成本低和產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)量大、經(jīng)濟(jì)可靠、可以工業(yè)推廣等優(yōu) 點(diǎn)。


1圖1是銀包鎳鉻碳化鉻表面形貌 圖2是銀包鎳格碳化鉻剖面形貌。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l:1 )噴霧千腠燒結(jié)法制備含氟化鈣的鎳鉻碳化鉻核心粉體，其中BaF26.2%， CaF23.8%， Nil0%， C5%， Cr歸。2) 配制氧化液和還原液，氧化液為A, 10g/l、 NaOH5g/1、氨水10g/L;還原液為水 合肼0.1 g/l、 M 200g/l、酒碰15g/l、聚乙二醇.01g/L、正丁醇5g/l。3) 將核心粉末加AiS原液中。4) 在不斷^J半下，將氧化液緩慢滴加至還原液中，加熱至98。C進(jìn)行反應(yīng)90min,以使銀粒子 均勻沉積在楊L、粉絲面，形成^^在核心粉絲面上的金屬銀層；5) 反應(yīng)結(jié)束后，7tiP體溫，倒出上清液，將鍍銀后的復(fù)合粉末洗滌后，自然千燥。6)將千燥后的粉末在氮?dú)庾鱿掠?0(TC高鵬結(jié)2小時(shí)，即得到，錄鎳鉻碳化縫高溫自潤(rùn) 滑涂層材料。成品的物理性能如下松裝密度2.74g/cm3、流動(dòng)速度25.7s/50g。采用等離子噴涂工藝制備的 涂層摩擦系數(shù)為0.21。實(shí)施例2:1)噴霧千膝燒結(jié)法制備含氟化鋇共晶的鎳鉻碳化鉻楊。、粉體，其中BaF29.3%， CaF25.7%， Nil5%， C7%， Cr錢。2) 配制氧化液和還原液，氧化液為AgNOa 50g/l、 NaOH 80 g/l、氨水45g/L;還原液為 水合肼0.1g/l、葡萄糖200^、酒石酸15g/l、聚丙烯翻安0.01g/L、正T0 5g/l。3) 將核心粉末加A^原液中。4) 在不斷鵬下，將氧化液緩慢滴加至還原液中，加熱至95。C進(jìn)行反應(yīng)90min，以使銀粒子 均勻沉積在核心粉絲面，形成 在核心粉絲面上的金厲銀層；5) 反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，倒出上清液，將鍍銀后的復(fù)合粉末洗滌后，自然千燥。6)將千燥后的粉末在氮?dú)鈡默下于105(TC高鵬結(jié)6小時(shí)，即得到t魏鎳鉻碳化鉻基高溫自潤(rùn) 滑涂層材料。成品的物理性能如下松裝密度2.68￡/0113、流動(dòng)體28.58/50§。采用調(diào)子噴凃工藝制備的 涂層摩擦系數(shù)為0.19。 實(shí)施例3:1)噴霧^PM"燒結(jié)法制備含氟化鈣氟化鋇共晶的鎳鉻碳化鉻核心粉體，其中BaF28.2%， CaF2 5.0%， Ni9~16%， C2~7%， Cr賴。2)配制氧化液和還原液，氧化液為AgN03 25g/l、 NaOH 30 g/l、氨水25g/L;還原液為 水合肼0.1g/l、 200g/l、酒石酸15 gA、聚乙烯吡咯烷酮0.01g/L、正TH 5g/l。 3)將核心粉末加AjE原液中。4) 在不斷^t半下，將氧化液緩慢滴加至還原液中，加熱至98。C進(jìn)行反應(yīng)60min，以使銀粒子均勻沉積在核心粉^面，形成皿在核心粉:^面上的金屬銀層；5) 反應(yīng)結(jié)束后，冷卻暨溫，倒出上清液，將鍍銀后的復(fù)合粉末洗滌后，自然千燥。6)將千燥后的粉末在氮?dú)馕⑾掠?05(TC高鵬結(jié)4小時(shí)，即得到 tlg鎳鉻碳化縫高溫自潤(rùn) 滑涂層材料。成品的物理性能如下松裝密度2.82g/cm3、流動(dòng)鵬24.1s/50g。采用等離子噴凃工藝制備的 涂層摩擦系數(shù)為0.15。
權(quán)利要求
1、一種摻銀鎳鉻碳化鉻基高溫自潤(rùn)滑涂層材料的制備方法，其特征是該方法包括以下步驟第一、采用噴霧干燥-燒結(jié)法制備含氟化物鎳鉻碳化鉻核心粉末，其中BaF26.2～9.3％，CaF23.8～5.7％，Ni9～16％，C2～7％，Cr余量；第二、調(diào)配氧化液及還原液氧化液為AgNO3 10-80g/l、NaOH 5-50g/l、氨水5-50g/L，還原液為水合肼0.1-10/l、葡萄糖20-600g/l、酒石酸1-100g/l、表面活性劑0.25-50g/l、正丁醇0.1-50g/l；第三、將一步制得的核心粉末加入二步調(diào)配的還原液中，在不斷攪拌下，將氧化液慢滴加至還原液中，加熱至55-99℃進(jìn)行反應(yīng)10-100min，以使銀粒子均勻沉積在核心粉末表面，形成包裹在核心粉末表面上的金屬銀層；第四、反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，倒出上清液，將鍍銀后的復(fù)合粉末洗滌后，自然干燥；第五、將上步干燥后的粉末于800℃～1200℃燒結(jié)2至6小時(shí)，即得到摻銀鎳鉻碳化鉻基高溫自潤(rùn)滑涂層材料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l戶腿的帝ij備方法，5^寺征在于，氟化物是氟化,丐與氟化鋇共晶體。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l戶腿的制備方法，期寺征在于，表面活性劑是聚乙熵比咯烷酮、聚乙二醇、聚 丙烯翻安中的一種或兩種。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1戶，的制備方法，其特征在于，核心粉末的茅娘是10^m-200Mm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，賺征在于，被在核心粉絲面上的金屬銀層厚度為納米 級(jí)或W^。
全文摘要
一種摻銀鎳鉻碳化鉻基高溫自潤(rùn)滑涂層材料的制備方法。該方法包括，含氟化物鎳鉻碳化鉻核心粉末的制備、氧化液及還原液的配制，將上述核心粉末和表面活性劑加入還原液中攪拌，將銀氨溶液緩慢滴加至還原液中，經(jīng)加熱反應(yīng)以使銀粒子均勻沉積在核心粉末表面，再經(jīng)洗滌，自然干燥后，高溫?zé)Y(jié)，即得到摻銀鎳鉻碳化鉻基高溫自潤(rùn)滑涂層材料。本發(fā)明方法制備的自潤(rùn)滑涂層材料具有松裝密度高，流動(dòng)性好，采用該法制備的自潤(rùn)滑涂層材料噴涂后形成的涂層致密，摩擦系數(shù)低，自潤(rùn)滑性能好；同時(shí)該制備方法具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)量大、經(jīng)濟(jì)可靠、可以工業(yè)推廣等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B22F1/02GK101157129SQ200710150260
公開(kāi)日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月21日
發(fā)明者任先京, 李敦鈁, 田玉亮, 黃新春 申請(qǐng)人:北京礦冶研究總院