一种高温多循环自润滑复合涂层及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高温多循环自润滑复合涂层及其制备方法，包括基底、覆盖在所述基底上的过渡层和覆盖在所述过渡层上的面层，所述过渡层为NiCrAlY相，所述面层包括NiCrAlY粘接相和润滑相，所述润滑相包括Ag@Ni和Mo。大幅度改善了涂层在高温多循环摩擦学性能，解决了涂层材料在经过高温多循环摩擦后的失效问题，提升了涂层的多循环润滑寿命，能够满足实际需要。要。

【技术实现步骤摘要】
一种高温多循环自润滑复合涂层及其制备方法


[0001]本专利技术属于热喷涂材料及涂层
，具体涉及一种高温多循环自润滑复合涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着航空、航天等高科技领域的不断发展，对关键运动部件在宽温度范围内的稳定性和可靠性的要求越来越高。传统润滑脂、润滑油的使用温度在400℃以下，同时传统的固体润滑剂(石墨、二硫化钼和铅)在400℃以上严重氧化分解或挥发。固体自润滑材料可用于提高运动部件在很宽的温度范围内的稳定性和可靠性。软金属(Ag、Au、Pb、Cu等)由于剪切强度低，被广泛用作润滑剂掺杂在固体自润滑涂层中，以改善宽温度范围内的摩擦学性能。Ag基自适应润滑复合涂层在低温和中等温度下在磨损表面上形成连续的银膜。同时，在高温下由某些摩擦化学反应产生AgTM
x
O
y
(TM＝Mo,V,Ta,Nb)并形成釉质层在复合涂层的磨损表面，大幅改善涂层的高温摩擦学性能。
[0003]Ag基自适应润滑复合涂层中Ag在摩擦过程中在热量和载荷的协同作用下不断消耗，因此在复合涂层的磨损表面难以维持润滑膜和釉层的形成。此外，Ag的消耗导致复合涂层中的孔隙增加，导致机械性能下降，摩擦学性能突然下降，使用寿命显着降低，难以满足实际需要。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种高温多循环自润滑复合涂层及其制备方法，大幅度改善了涂层在高温多循环摩擦学性能，解决了涂层材料在经过高温多循环摩擦后的失效问题，提升了涂层的多循环润滑寿命，能够满足实际需要。
[0005]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0006]一种高温多循环自润滑复合涂层，包括基底、覆盖在所述基底上的过渡层和覆盖在所述过渡层上的面层，所述过渡层为NiCrAlY相，所述面层包括NiCrAlY粘接相和润滑相，所述润滑相包括Ag@Ni和Mo。
[0007]进一步地，按质量百分数计，所述面层中，所述Ag@Ni占20％～30％，所述Mo占10％，所述粘接相占60％～70％。
[0008]进一步地，所述过渡层的厚度为90μm～110μm，所述面层的厚度为380μm～400μm。
[0009]进一步地，按质量百分数计，所述Ag@Ni中Ag占40％，Ni占60％。
[0010]进一步地，所述基底为镍基高温合金，优选Inconel 718。
[0011]一种高温多循环自润滑复合涂层的制备方法，包括：
[0012]将NiCrAlY粉末、Ag@Ni粉末和Mo粉末混合均匀，得到第一复合粉末；
[0013]在基底上，通过等离子喷涂技术将NiCrAlY粉末进行喷涂，形成过渡层；
[0014]在过渡层上，通过等离子喷涂技术将所述第一复合粉末进行喷涂，形成包含NiCrAlY粘接相和金属润滑相的面层，即得到高温多循环自润滑复合涂层。
[0015]进一步地，将所述NiCrAlY粉末、Ag@Ni粉末和Mo粉末混合时，按质量百分数计，所述Ag@Ni粉末占20％～30％，Mo粉末占10％，所述NiCrAlY粉末占60％～70％。
[0016]进一步地，将NiCrAlY粉末、Ag@Ni粉末和Mo粉末混合均匀具体是：将NiCrAlY粉末、Ag@Ni粉末和Mo粉末在三维混料仪内混合12～24小时，然后在60℃～90℃烘干。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0018]本专利技术提供的一种高温多循环自润滑复合涂层包括基底、覆盖在基底上的过渡层和覆盖在过渡层上的面层，过渡层为NiCrAlY相，过渡层为面层和基底提供良好的结合层，面层为NiCrAlY相和润滑相，润滑相包括Ag@Ni和Mo，面层中即有润滑相和NiCrAlY粘接相，能够很好的与过渡层适配，提高结合力，而且由Ag和Mo高温时发生热化学反应在涂层表面形成釉质层提高面层的耐高温和耐磨性能，具体地说，基于Ag的低剪切的强度使得涂层在中低温阶段具有良好的摩擦学性能，并且在600℃以上通过摩擦化学反应形成由易剪切结构的Ag2MoO4、Ag2Mo4O
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、NiMoO4三元金属氧化物组成的润滑釉膜，大幅度改善涂层高温摩擦学性能，同时，Ag@Ni的存在极大的限制了Ag的耗散，大幅度改善了涂层的高温多循环摩擦学性能，解决了涂层材料在经过高温多循环摩擦后的失效问题，提升了涂层的多循环润滑寿命，能够满足实际需要。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为实施例1复合涂层的截面形貌A和元素分布(B
‑
E)。
[0021]图2为实施例1复合涂层room temperature(RT)～800℃的摩擦系数及磨损率。
[0022]图3为实施例1复合涂层摩擦试验后XRD谱图。
[0023]图4为实施例1复合涂层800℃下不同摩擦循环的摩擦系数曲线。
[0024]图5为实施例1复合涂层800℃下不同摩擦循环的磨损率(a)及磨损增量(b)。
[0025]图6为对比实验复合涂层RT～800℃的摩擦系数及磨损率。
[0026]图7为对比实验复合涂层800℃下不同摩擦循环下的摩擦系数曲线。
[0027]图8为对比实验复合涂层800℃下不同摩擦循环的磨损率(a)及磨损增量(b)。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]作为本专利技术的某一具体实施方式，一种高温多循环自润滑复合涂层，包括基底、覆盖在基底上的过渡层和覆盖在过渡层上的面层，过渡层的厚度为100μm～110μm，所述面层的厚度为380μm～400μm。
[0030]其中：
[0031]过渡层为NiCrAlY相；
[0032]面层包括NiCrAlY粘接相和润滑相；润滑相包括Ag@Ni(Ag 40wt％,Ni 60wt％)和Mo；按质量百分数计，所述Ag@Ni占20％～30％，所述Mo占10％，所述粘接相占60％～70％；
[0033]基底为镍基高温合金。
[0034]本专利技术一种高温多循环自润滑复合涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0035]步骤1、将润滑相粉末和NiCrAlY粉末放入三维混料仪内混合12～24小时，混合均匀，随后放入60℃～90℃烘箱内烘干，得到第一复合粉末；
[0036]步骤2、在基底上，通过等离子喷涂技术将NiCrAlY相进行喷涂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温多循环自润滑复合涂层，其特征在于，包括基底、覆盖在所述基底上的过渡层和覆盖在所述过渡层上的面层，所述过渡层为NiCrAlY相，所述面层包括粘接相和金属润滑相，所述粘接相为NiCrAlY相，所述金属润滑相包括Ag@Ni和Mo。2.根据权利要求1所述的一种高温多循环自润滑复合涂层，其特征在于，按质量百分数计，所述面层中，所述Ag@Ni占20％～30％，所述Mo占10％，所述粘接相占60％～70％。3.根据权利要求1所述的一种高温多循环自润滑复合涂层，其特征在于，按质量百分数计，所述Ag@Ni中，Ag占40wt％，Ni占60wt％。4.根据权利要求1所述的一种高温多循环自润滑复合涂层，其特征在于，所述过渡层的厚度为100μm～110μm。5.根据权利要求1所述的一种高温多循环自润滑复合涂层，其特征在于，所述面层的厚度为380μm～400μm。...

【专利技术属性】
技术研发人员：方媛，周益丹，何乃如，方子文，贾均红，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：