[发明专利]一种以石墨烯-银球形粉末为润滑相的TiAl基自润滑材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种以石墨烯‑银球形粉末为润滑相的新型TiAl基自润滑材料及其制备方法，包括如下步骤：制备石墨烯‑银球形粉末；按Ti：Al的摩尔比=1:1选取Ti粉和Al粉，将石墨烯‑银球形粉末与Ti粉、Al粉混合，得到配料；将上述配料置于振动混料机内混合干混，得到烧结配料；将烧结配料采用放电等离子烧结得到所述新型TiAl基自润滑材料。该自润滑材料将石墨烯‑银球形粉末原位复合在TiAl基体中，所得的自润滑材料在摩擦磨损过程中的摩擦系数和磨损率较低，具有优良的摩擦学性能，且制备方法简单新颖，制备过程中工艺参数容易控制。

技术领域

本发明涉及一种以石墨烯-银为润滑相的球形粉末制备及含石墨烯-银球形润滑剂的TiAl基自润滑材料及其合成方法。

背景技术

在航空、航天、增材制造等高新技术产业及冶金、建材、动力等传统工业领域，机械零部件失效和报废主要是因为过度摩擦和严重磨损造成的（[1] 任彦. 我国磨损自修复材料的研究进展[J]. 新材料产业, 2013, 12(12):55-58；[2] 于洋. 固体润滑材料在钢厂机械中的应用研究[J]. 生物技术世界, 2013, 6:159-159；[3] 闫昂昂, 杨丽颖, 吴雅玉, 等. TiAl基高温自润滑材料的机械和磨损性能研究[J]. 制造技术与机床, 2015,12:93-96.）。摩擦导致了热量产生和能量消耗，降低机械零部件使用精度。磨损导致配合精度降低和材料损失增加，降低机械零部件使用寿命。在高温重载等服役行为下，固体润滑是提高机械零部件减摩耐磨行为最常用手段之一，突破了传统的润滑方式与应用限制，能满足润滑油和润滑脂不能解决的航空、航天、汽车与动力机械等零部件摩擦与润滑问题（[4]Qin Y, Xiong D, Li J, et al. Adaptive-lubricating PEO/Ag/MoS2, multilayeredcoatings for Ti6Al4V alloy at elevated temperature[J]. Materials & Design,2016, 107:311-321.；[5] Xin BB, Yu YJ, Zhou JS, et al. Effect of silvervanadate on the lubricating properties of NiCrAlY laser cladding coating atelevated temperatures[J]. Surface & Coatings Technology, 2016, 307:136-145.）。如何在高温重载服役条件下，开展金属基自润滑材料摩擦学性能研究，对于提高机械零部件使用精度和使用寿命具有重大的工程价值与研究意义。