[发明专利]一种铜基二硫化钨纳米复合涂料及其制备方法与涂覆工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种润滑涂层，具体涉及一种铜基二硫化钨纳米复合涂料及其制备方法与涂覆工艺。

背景技术

WS₂具有过渡金属硫化物所独有的层状结构，层内是很强的共价键，层间则是很弱的范德华尔斯力，层与层很容易剥离，具有良好的各向异性及较低的摩擦系数，因此被广泛应用于固体润滑、润滑油添加剂等。

固体润滑通过利用某些特殊的晶体结构和低剪切的固体材料来改善摩擦副间的摩擦方式，降低材料的磨损，在航空航天、原子能等工业领域有着重要的应用，特别是高温高压、真空腐蚀的环境对固体润滑材料有着更高的要求。中国专利201110150730.6介绍一种行激光熔覆在基体表层形成有FeS、WS₂及MoS₂复合硫化物固体润滑膜层方法，200710175460.8一种磁控溅射合WS₂/MoS₂复合薄膜的制备方法。而随着科技的发展，原有的涂层材料已不能满足一些特殊工况的需要，而添加适量的金属，如Cu、Ni等，能有效改善复合涂层的摩擦学性能。

发明内容

解决的技术问题：针对现有技术的不足，本发明提供了一种铜基二硫化钨纳米复合涂料及其制备方法与涂覆工艺，通过铜颗粒的引入，改变复合涂层的结构，采用简单的粘接喷涂工艺制备，提高复合涂层的摩擦性能。

技术方案：本发明提供的铜基二硫化钨纳米复合涂料，由质量分数5~15%的复合固体润滑剂分散于85~95%粘结剂胶液得到，所述复合固体润滑剂由质量分数50~60%的石墨、25~35%的二硫化钨和10~25%的铜粉组成。

本发明提供的铜基二硫化钨纳米复合涂料的制备方法，包括以下制备步骤：由氧化锌和氟硅酸钠按物质的量比1:2混合，加热至120℃，保温30min，制得粘结剂胶液；然后将石墨、二硫化钨及铜粉按上述质量分数混合得到复合固体润滑剂；最后按照上述质量分数将复合固体润滑剂分散于上述粘结剂胶液中，得到铜基二硫化钨纳米复合涂料。

本发明提供的铜基二硫化钨纳米复合涂料的涂覆工艺，包括如下工艺步骤（以U型锁为例）：U型锁连接处（铝合金材质）经除锈、脱脂、喷砂工艺处理后，将上述制备得到的铜基二硫化钨纳米复合涂料喷涂在U型锁连接处，120~130℃低温固化1~4h后，再经800~900℃高温烘烤固化1~2h，形成膜厚为12~15μm复合涂层。

有益效果：本发明提供的铜基二硫化钨纳米复合涂料制备工艺简单，成本低廉，具有优异的摩擦学性能，能起到防腐与降低磨损的能效，延长其使用寿命。

具体实施方式

以下通过具体实施方式进一步描述本发明，由技术常识可知，本发明也可通过其它的不脱离本发明技术特征的方案来描述，因此所有在本发明范围内或等同本发明范围内的改变均被本发明包含。

实施例1

将氧化锌与氟硅酸钠按物质的量比1∶2混合，加热至120℃，保温30min，制得粘结剂胶液；然后将质量分数60%的石墨、30%二硫化钨及10%铜粉混合得到复合固体润滑剂；最后将质量分数85%的复合固体润滑剂分散于15%的粘结剂胶液中得到铜基二硫化钨纳米复合涂料。U型锁连接处（铝合金材质）经除锈、脱脂、喷砂工艺处理后，将上述铜基二硫化钨纳米复合涂料喷涂在U型锁连接处表面，在130℃低温固化2h后，再经800℃高温烘烤固化1h，形成平均膜厚为12μm二硫化钨复合涂层。

实施例2

将氧化锌与氟硅酸钠按物质的量比1∶2混合，加热至120℃，保温30min，制得粘结剂胶液；然后将质量分数50%的石墨、35%二硫化钨及15%铜粉混合得到复合固体润滑剂；最后将质量分数85%的复合固体润滑剂分散于15%的粘结剂胶液中得到铜基二硫化钨纳米复合涂料。U型锁连接处（铝合金材质）经除锈、脱脂、喷砂工艺处理后，将上述铜基二硫化钨纳米复合涂料喷涂在U型锁连接处表面，在120℃低温固化3h后，再经900℃高温烘烤固化2h，形成平均膜厚为15μm二硫化钨复合涂层。