[发明专利]一种宽温域自润滑VN-AgMoS2

说明书

本发明公开了一种宽温域自润滑VN‑AgMoS₂复合材料，涉及自润滑复合材料领域，其由以下质量百分比的各组分组成：70‑90％的VN粉、5‑15％的银粉和5‑15％的二硫化钼粉；本发明选择氮化钒为复合材料基体，选择银/二硫化钼为复合润滑剂，其中氮化钒陶瓷提供了优异的宽温域耐磨性能，而室温润滑作用来自层状结构的二硫化钼润滑剂，中高温润滑作用则来自于高温摩擦过程中生成的氧化物润滑剂，如氧化钼、钼酸银及钒酸银等氧化物；适用于航空航天、能源、汽车、机械制造等行业存在大量工作在高温、高承载、高真空等极端工况下的机器零部件，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及自润滑复合材料领域，更具体地，涉及一种宽温域自润滑VN-AgMoS₂复合材料及其制备方法。

背景技术

航空航天、能源、汽车、机械制造等行业存在大量工作在高温、高承载、高真空等极端工况下的机器零部件，这对材料的耐磨性、耐蚀性、耐疲劳性和高温性能提出了越来越苛刻的要求。润滑油、润滑脂常规润滑材料在高温环境下易失效和挥发而失效，且在粉尘和冲击强度较大的条件下难以发挥有效润滑作用，导致设备处于贫油或干摩擦状态，引起零部件的严重磨损，影响设备服役安全与使用寿命。因此，苛刻工况，尤其高温条件下的材料的摩擦、磨损、润滑问题研究意义重大。

通常，具有高强度、高硬度、良好的抗氧化性和高温化学稳定性的陶瓷材料作为复合材料基体可提供良好的承载能力。同时，通过加入不同的润滑剂可改善陶瓷材料的自润滑特性，获得具有优异耐磨润滑特性的宽温域自润滑复合材料。一般来说，常用的润滑剂根据使用温度分为几类：

室温固体润滑剂：以层状固体石墨和二硫化钼为代表，室温及中低温条件具有优异的润滑性能，但温度高于于400℃易于氧化而失效，不能起到高温润滑作用；

中高温润滑剂：以金属氧化物体系为主，如Fe₂O₃、MoO₃、V₂O₅和Re₂O₇等），高温下材料软化后具有低剪切强度，从而起到良好的高温润滑作用，但室温及中低温条件下氧化物一般形成脆性磨屑，影响材料宽温域润滑性能。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有优异宽温域自润滑性能的VN-Ag/MoS₂复合材料及其制备方法，以解决现有宽温域条件下零部件的耐磨与润滑需求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种VN-Ag/MoS₂复合材料，其质量组成为：70-90％的VN粉、5-15％的银粉和5-15％的二硫化钼粉。

一种具有优异宽温域自润滑性能的VN-Ag/MoS₂复合材料制备方法，包括如下步骤：

1)将70-90％的VN粉、5-15％的银粉和5-15％的二硫化钼粉利用球磨技术混合，随后进行干燥、过筛得混合粉料，待用；

2) 将混合粉料装入石墨磨具中进行冷压处理；

3) 在真空保护下将装有混合粉料的石墨磨具进行高温热压烧结，得到VN-Ag/MoS₂复合材料。

作为上述制备方法的进一步改进，步骤1）中球磨过程的球料比为5:1 ～ 10:1，球磨转速100 ～ 300 r/min，球磨时间5～10小时。

步骤2）中冷压处理的压力为10～20MPa。

作为上述制备方法的进一步改进，步骤3）中烧结温度为1500～1700℃，升温速率5～10℃/min，烧结压强10～30MPa，保温时间0.5～1.5h。

与现有技术相比，本发明的优点如下：