[发明专利]一种多层结构TiNiAlZrNb基自润滑轴瓦材料设计及其制备方法

权利要求书

1.一种多层结构TiNiAlZrNb基自润滑轴瓦材料及其制备方法，其特征在于：它是以基体TiNiAlZrNb，软金属SnCuZnAg和多元复合调控剂为原材料，通过逐层设计、分层配比、逐层制备与叠加成型，制备出一种以TiNiAlZrNb为轴瓦基体的多层结构自润滑复合材料。

2.根据权利要求1所述的多层结构TiNiAlZrNb基自润滑轴瓦材料，其特征在于：基体是由Ti、Ni、Al、Zr、Nb、Si、Mo与Y元素组成，质量比为70:15:6:4:3:1.2:0.3:0.5，软金属SnCuZnAg中Sn、Cu、Zn、Ag元素质量比为(45-55):(20-45):(10-18):(3-4)。

3.根据权利要求1所述的多层结构TiNiAlZrNb基自润滑轴瓦材料，其特征在于：它包括金属基体层、润滑过渡层、润滑调控层与润滑层，对应各层结构厚度比为(55-60):(22-30):(8-15):(3-5)。

4.根据权利要求3所述的一种TiNiAlZrNb基自润滑轴瓦材料，其特征在于：金属基体为TiNiAlZrNb基高温合金；润滑过渡层(wt%)包括TiNiAlZrNb基合金，软金属SnCuZnAg与多元复合调控剂，其质量比为(60-70):(10-15):(20-30)；润滑调控层(wt%)包括TiNiAlZrNb基体，软金属合金SnCuZnAg与多元复合调控剂组成，质量比为(15-20):(15-20):(60-70)；润滑层(wt%)包括TiNiAlZrNb基合金，软金属SnCuZnAg与多元复合调控剂，其质量比为(5-8):(25-32):(60-70)。

5.根据权利要求4所述的一种TiNiAlZrNb基自润滑轴瓦材料，其特征在于：在润滑过渡层含有多元复合调控剂主要是由30.5-40%纳米氧化铝、5-7%陶瓷纤维，0.5-2%石墨烯、7-8%芳纶纤维、5-7.5%玻璃纤维、0.8-1%碳纤维、5-7.8%丁晴橡胶粉末、8.5-9.5%硅树脂、4.5-6%球墨铸铁、10-12.5%钼酸钾晶须与多层板状晶体7.5-9%构成；在润滑调控层包含多元复合调控剂主要是由35-60%纳米氧化铝、15-18%陶瓷纤维、3-4%石墨烯、5-7%芳纶纤维、1-2.5%玻璃纤维，0.8-1.5%碳纤维、3-4.6%丁晴橡胶粉末、2-3.1%硅树脂、2.5-3.4%蛇纹石、5-7%球墨铸铁、7-8%钼酸钾晶须与3-6%多层板状晶体构成；在润滑层含有多元复合调控剂主要是由35-45%纳米氧化铝、8-12%陶瓷纤维、2.5-3%石墨烯、2-4%芳纶纤维、4-5%玻璃纤维，1-3%碳纤维、6-7.5%丁晴橡胶粉末、3-4%硅树脂、4-5%蛇纹石、6-8%球墨铸铁、10-13%钼酸钾晶须与8-10%多层板状晶体构成。

6.根据权利要求5所述的一种TiNiAlZrNb基自润滑轴瓦材料的制备方法，其特征在于：所述的多层板状晶体材料MoNbCrO的制备工艺：按摩尔比5:(2-3):(1-2)分别称取钼酸铵、铌粉与镉粉，将钼酸铵等粉料研磨混合，得到混合均匀、厚度为25-30μm板状晶体原始配料；然后采用真空气氛炉烧结，烧结温度为650-750℃、保温时间为3.5-4.5h，保护气体为氩气，在烧结过程通入氧气增强反应，氧气通入量为65-175ml/min，得到一种多层板状晶体MoNbCrO。

7.根据权利要求1所述的一种TiNiAlZrNb基自润滑轴瓦材料的制备方法，其特征在于：经过包括多元板状晶体制备方法，各层材料设计计算、振动混合、热压成型和样品加工，多层结构叠加烧制工艺，得到一种多层结构TiNiAlZrNb基自润滑轴瓦材料。

8.根据权利要求7所述的一种TiNiAlZrNb基自润滑轴瓦材料的制备方法，其特征在于：按照金属基体层、润滑过渡层、润滑调控层、润滑层的成分配比，将混合均匀的各层粉末分别装入热压成型模具，获得金属基体、润滑过渡层润滑调控层、润滑层各层片体材料，经样品加工后获得直径为34-38mm薄片。