[发明专利]一种NiTiCrCuMo基自润滑复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种NiTiCrCuMo基自润滑复合材料及其制备方法，所述NiTiCrCuMo基自润滑复合材料包括固体润滑相、调控剂和基体材料，其中，所述固体润滑相包括Au、Ag、Se和Al₂O₃纳米颗粒；所述调控剂包括Li、In、Pb和WC纳米粒子；所述基体材料包括Ni、Ti、Cr、Cu和Mo。本发明提供的NiTiCrCuMo基自润滑复合材料具有高承载能力、良好的热力学性能、优异的化学稳定性、耐腐蚀、低摩擦磨损特性等优点，在航空航天、冶金建材、能源机械、海洋深潜与地球勘探以及现金机械等领域具有很高的潜在应用价值和发展前景。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，特别涉及合金材料技术领域，具体涉及一种NiTiCrCuMo基自润滑复合材料及其制备方法。

背景技术

高温、高速和高载荷等苛刻工况条件下的摩擦磨损以及润滑状况是决定航空发动机、空间运载工具、航天器等空间器械系统的推重比和服役寿命的关键因素之一。在高温条件下工作的许多设备与零部件都要求摩擦学系统在极端高温条件下仍具有良好的润滑状态。

镍合金具有工作温度高、抗海水腐蚀能力强、优异的抗疲劳与蠕变等特性，而包含固体润滑剂的镍基复合材料由于在宽温带范围内具有良好的自润滑性能，成为近年来金属基固体自润滑复合材料领域内的研究热点，被广泛应用于高温自润滑零部件，例如轴承等的制造。但是现有包含固体润滑剂的镍基复合材料下的摩擦学性能仍有待进一步提高。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种NiTiCrCuMo基自润滑复合材料及其制备方法，旨在改善镍基自润滑复合材料的摩擦磨损性能。

为实现上述目的，本发明提出一种NiTiCrCuMo基自润滑复合材料，包括固体润滑相、调控剂和基体材料，其中，

所述固体润滑相包括Au、Ag、Se和Al₂O₃纳米颗粒；

所述调控剂包括Li、In、Pb和WC纳米粒子；

所述基体材料包括Ni、Ti、Cr、Cu和Mo。

可选地，所述基体材料与所述固体润滑相的质量比为1:(0.1～0.2)，所述调控剂的质量与所述固体润滑相和基体材料总质量之比为1:(3～5)。

可选地，所述固体润滑相中：所述Au、Ag和Se的总质量与所述Al₂O₃纳米颗粒的质量之比为3:(4～5)，所述Au、Ag和Se的质量比为62:(5～15):(1～7)；和/或，

所述调控剂中：所述Li、In和Pb的总质量与所述WC纳米粒子的质量之比为3:(1～2)，所述Li、In和Pb的原子比为1:(1～2):(2～4)，所述WC纳米粒子中的W与C的原子比为1:(0.4～0.6)；和/或，

所述基体材料中：所述Ni、Ti、Cr、Cu和Mo的原子比为2:2:2:1:(0.5～0.7)。

本发明还提出一种NiTiCrCuMo基自润滑复合材料的制备方法，包括以下步骤：

对Au、Ag、Se、Al₂O₃纳米颗粒、Li、Ni、Pb、WC纳米粒子、Ni、Ti、Cr、Cu和Mo进行干燥处理；

通过真空-气雾化的方式，将干燥后的Au、Ag、Se和Al₂O₃纳米颗粒制成可用于激光熔融沉积的AuAgSe-Al₂O₃球形粉末，将干燥后的Li、Ni、Pb和WC纳米粒子制成LiNiPb-WC球形粉末，将Ni、Ti、Cr、Cu和Mo制成可用于激光熔融沉积的NiTiCrCuMo球形粉末；