[发明专利]一种用于发动机轴瓦的自润滑耐磨涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于发动机轴瓦的自润滑耐磨涂层，所述自润滑耐磨涂层由复合粉体制备而成，复合粉体包括TiC粉末、NiCr粉末和功能粉末，所述NiCr粉末的质量百分含量为15～25wt％，所述TiC粉末的质量百分含量为55～65wt％，所述功能粉末包括纳米Cu粉末、WS2粉末，所述功能粉末的质量百分含量为10～30wt％，该自润滑耐磨涂层耐磨性能好，本发明还公开一种用于发动机轴瓦的自润滑耐磨涂层的制备方法，该方法操作简单，获得的涂层与基材结合强度高。

技术领域

本发明涉及涂层防护技术领域，尤其涉及一种用于发动机轴瓦的自润滑耐磨涂层及其制备方法。

背景技术

发动机轴瓦是滑动轴承和轴颈接触的部分，形状为瓦状的半圆柱面，非常光滑，一般用青铜、合金和钢背复合铜或铝等材料制成。轴瓦与轴颈采用间隙配合或间断性接触，一般与不随轴旋转。传统的轴瓦是使用电镀工艺在轴瓦内表面镀上一层保护层，起到润滑、耐磨、防腐和美观等作用，如为满足发动机轴瓦运行工况，在发动机轴瓦上涂覆一层具有润滑和耐磨性能的润滑耐磨涂料。

目前，耐磨涂层的设计是根据润滑剂的使用温度来进行合理的选择，从低温到高温分别选用不同的润滑剂来达到宽温域内连续润滑的效果。传统制备涂层的方法较多，如粉末法、浆料法、气相沉积、真空喷镀、浸入法、高温喷涂法及焊接熔覆等方法。其中热喷涂是一种应用极为广泛的涂层制备方法，该方法制备涂层成本较低、制备效率高，但该技术制备的涂层存在一定的孔隙率，且涂层与基体之间为机械嵌合，结合强度不高，在高温及应力状态下易发生开裂或剥离，该方法所制备的涂层不宜在高载荷，高速工作的零部件应用。

因此，亟需提供一种用于发动机轴瓦的自润滑耐磨涂层及其制备方法，以获得致密的、结合强度高的涂层体系。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有孔隙率、结合强度低的问题，而提出的一种用于发动机轴瓦的自润滑耐磨涂层及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种用于发动机轴瓦的自润滑耐磨涂层，所述自润滑耐磨涂层由复合粉体制备而成，复合粉体包括TiC粉末、NiCr粉末和功能粉末，所述NiCr粉末的质量百分含量为15～25wt％，所述TiC粉末的质量百分含量为55～65wt％，所述功能粉末包括纳米Cu粉末、WS2粉末，所述功能粉末的质量百分含量为10～30wt％。

所述纳米Cu的质量百分含量为5～15wt％；所述WS2的质量百分含量为5～15wt％。

为了实现上述目的，本发明还采用了如下技术方案：一种用于发动机轴瓦的自润滑耐磨涂层的制备方法，其包括：

步骤S1、获得混合均匀的复合粉体；

步骤S2、对基体表面进行预处理；

步骤S3、制得复合粉体涂覆物并涂覆在预处理后的基体表面；

步骤S4、利用激光束对步骤S3中所得预置涂层表面进行扫描。

步骤S3具体采用如下方法：将复合粉体用粘结剂调制成糊状后均匀涂覆在已经预处理后的基材表面，涂覆厚度为2～4mm，在50℃烘干箱中静置6小时后获得预置涂层。

所述粘结剂采用二丙酮醇和乙酸纤维素。

步骤S4中所述激光熔覆所采用的参数为：激光功率为1500～3000W，扫描线速度为0.05～0.3m/s，离焦量为30～90mm，惰性气体气压为5～15MPa，氩气/二氧化碳为5～20。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

(1)利用激光熔覆技术激光束能量密度集中，利用率高，且在惰性气体条件下加工避免了氧化反应的发生，制备出致密度高、与基材结合强度好的自润滑耐磨涂层，解决了传统涂层高温下耐磨性下降的问题。