[发明专利]一种NiMoBNb基分离器多层复合结构材料及其制备方法

权利要求书

1.一种NiMoBNb基分离器多层复合结构材料，其特征在于：它是由三层结构复合而成，顶层、中层与底层厚度百分数为4-9%、28-42%与49-65%；

顶层、中层结构组分是由NiMoBNb合金、抗磨剂、热传导剂、增强剂、固化剂组成；

分离器各层原材料质量百分比不同；顶层包含7-10%NiMoBNb合金、25-42%抗磨剂、9-13%热传导剂、15-30%增强剂与18-25%固化剂；中层是由20-30%NiMoBNb合金、10-17%抗磨剂、9-12%热传导剂、28-42%增强剂与7-18%固化剂组成；底层组分为纯的NiMoBNb合金材料；

NiMoBNb合金是由Ni、Mo、B、Nb、Cr、Yb、Dy与Y构成，各元素在各层结构中质量配比不同；在顶层各元素质量比为61.5:15:10:8:4:0.6:0.5:0.4；在中层对应各元素质量比为64:13:11:7:3.5:0.7:0.4:0.4；在底层对应各元素质量比为(55-65):(10-18):(8-12):(5-9):(3-5):(0.5-0.8):(0.3-0.5):(0.3-0.4)；

NiMoBNb基分离器多层复合结构材料的抗磨剂、热传导剂、增强剂与固化剂在各层结构中的组分不同，顶层的抗磨剂包括35-50%氟碳铈稀土、20-40%磷钇稀土与15-25%WC纳米颗粒，顶层的热传导剂包含25-45%石墨烯、25-40%碳纳米管与20-35%富勒烯，顶层的增强剂是由35-50%石墨纤维、30-45%活性炭纤维与10-25%芳纶纤维构成，顶层的固化剂是由40-60%铝基合金、15-30%环氧环己基甲酸与20-30%双己二酸酯组成，其中顶层固化剂中的铝基合金为(33-60)Al(25-35)Pt(17-28)Pb；

中层的抗磨剂是由37%氟碳铈稀土、35%磷钇稀土与28%WC纳米颗粒组成 ，中层的热传导剂包括46%石墨烯、34%碳纳米管与20%富勒烯，中层的增强剂组分包含41%石墨纤维、36%活性炭纤维与23%芳纶纤维，中层的固化剂是由39%铝基合金、32%环氧环己基甲酸与29%双己二酸酯组成，其中中层固化剂的铝基合金为52Al32Pt16Pb。

2.根据权利要求1所述的一种NiMoBNb基分离器多层复合结构材料的制备方法，其特征在于：所述各层结构预成型工序，将混合均匀的各层粉料依次装入模具后热压成型与固化热处理；采用干法热压成型，施加压力为8-12MPa，压制温度为130-163℃，保温保压时间123-149min，每隔18-25s放气4-6s，反复进行6-8次操作；车削预成型样品，车削转速为780-966r/min，车削厚度为每层厚度的0.8-1.3%，磨削工序转速320-453r/min；利用抛光机清理毛刺与飞边，利用静电喷涂工艺处理样品表面，设备转速730-890r/min，温度55-65度，得到一种多层复合结构材料各层烧结样品，所述固化热处理过程；它是通过在真空干燥箱中升温至110-130℃保温2.5-3.5h后，升温到155-185℃保温4.5-6.5h，再升温到210-230℃保温3.5-4.5h，然后冷却至室温。

3.根据权利要求2所述的一种NiMoBNb基分离器多层复合结构材料的制备方法，其特征在于：将各层烧结样品按底层、中层和顶层顺序依次装入模具，利用放电等离子进行多层结构结合成型烧结；烧结温度为921-1150℃、烧结压力为24-27MPa、保温时间为20-30min、保护气体为氩气、升温速率为95-108℃/min，得到一种多层复合结构NiMoBNb基分离器自润滑材料。