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一种金属摩擦副快速抗磨修复材料的制备方法

阅读：900发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种金属摩擦副快速抗磨修复材料的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种金属摩擦副快速抗磨修复材料的制备方法，属于金属表面纳米化处理领域。一种金属摩擦副快速抗磨修复材料的制备方法，其特征在于，其操作步骤如下：步骤一：将粒径在1-200μm左右的氧化硅、氧化镁等物质用球磨机分别球磨后，放入液体中进行分离，筛选出粒径小于100纳米的氧化硅和氧化镁。步骤二：用表面修饰剂对氧化钠、氧化磷进行处理，本发明可以使车床噪音降低5.2-8.9分贝，且车床运行1500h后，齿隙离散度较小，精度可达到2-4μm，降低摩擦系数约50％，降低机械设备运行过程中的震动噪音3-5分贝，设备能耗下降5％以上，延长设备使用寿命，本产品可直接添加到润滑系统中，使用方便，无污染，对设备无害。，下面是一种金属摩擦副快速抗磨修复材料的制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种金属摩擦副快速抗磨修复材料的制备方法，其特征在于，其操作步骤如下：
步骤一：将粒径在1-200μm的氧化硅、氧化镁等物质用球磨机分别球磨后，放入液体中进行分离，筛选出粒径小于100纳米的氧化硅和氧化镁。
步骤二：用表面修饰剂对氧化钠、氧化磷进行处理后，再与氧化硅、氧化镁等物质混合，得到混合物a。
步骤三：混合物a在球磨机中，受到一定的法向压力和剪切力，利用高压接触区产生的瞬间高温，去除氧化钠和氧化磷的表面修饰剂，使其发生化学反应，得到混合物b。
步骤四：混合物b在微观高压接触区产生微观爆炸，形成微观上的高压真空，混合物b中氧化硅、氧化镁及其它微量元素在此环境下发生作用，瞬间合成羟基硅酸镁，并在润滑油的冷却功能作用下，产生磷酸盐玻璃体(格氏盐)。
步骤五：用球磨机分别球磨氧化铝、氧化铁、氧化镍、氧化钙、氧化铬后，用液体进行分离，筛选出粒径小于100纳米的以上物质，为混合物c。
步骤六：将20-40份的混合物c、40-60份的人工羟基硅酸镁、5-20份的纳米铜和1-10份的催化剂进行混合反应，最后得到人工合成金属摩擦副快速抗磨修复材料。
步骤七：将制备好的金属摩擦副快速抗磨修复材料粉体按照质量比1：50的比例加入润滑介质中，用搅拌机搅拌一小时后，添加1份分散剂继续搅拌15-30小时。
2.根据权利要求1所述的一种金属摩擦副快速抗磨修复材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一和步骤五中的液体为水或油等不与氧化硅、氧化镁发生反应的液体。
3.根据权利要求1所述的一种金属摩擦副快速抗磨修复材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中氧化硅、氧化镁的粒径在10-20μm。
4.根据权利要求1所述的一种金属摩擦副快速抗磨修复材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，氧化钠和氧化磷的比例可根据需要同步做出调整调整，可以改变修复层的硬度和修复速率。
5.根据权利要求1所述的一种金属摩擦副快速抗磨修复材料的制备方法，其特征在于，所述步骤六中，将30份的混合物c、50份的人工羟基硅酸镁、15份的纳米铜和5份的催化剂进行混合反应。
6.根据权利要求1所述的一种金属摩擦副快速抗磨修复材料的制备方法，其特征在于，所述步骤七中的润滑介质为是机械设备领域中使用的基础润滑油或润滑脂。
7.根据权利要求1所述的一种金属摩擦副快速抗磨修复材料的制备方法，其特征在于，所述步骤七中，添加分散剂后，继续搅拌22小时。
8.根据权利要求1所述的一种金属摩擦副快速抗磨修复材料的制备方法，其特征在于，所述步骤四中的磷酸盐玻璃体具有很强的清洗功能。

说明书全文

一种金属摩擦副快速抗磨修复材料的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及金属表面纳米化处理技术领域，尤其涉及一种金属摩擦副快速抗磨修复材料的制备方法。

背景技术

[0002] 金属表面纳米化即利用各种物理或化学方法将材料的表层晶粒细化至纳米量级，制备出具有一定深度的纳米结构的表层，但是基体仍然保持原有的粗晶状态，借以改善和
提高金属材料的表面性能，如疲劳强度、抗应力腐蚀和耐磨性等。金属表面纳米结构表层的硬度显著提高，表面以下亚微晶层的硬度也显著增加。在提高金属材料表面整体性能的同
时不明显降低金属材料的韧性，有效地提高机械零件的抗疲劳、耐磨、防腐等性能，从而保障机械装备安全稳定运行，延长其有效服役寿命，具有重要的经济和实用价值，应用前景十分广阔。

[0003] 现在主流同类技术是以天然矿石研磨粉体技术，由于机器加工研磨生产速度慢、纯度不稳定，机器加工研磨生产速度慢仅矿石粉研磨至纳米级粒，且未能找出有效的活化
物质，使得其只能在特定工况下运用才会产生效果，但效果不稳定，生成金属陶瓷修复层应用效果慢，成本高。

[0004] 本发明通过人工合成脱氧的方法，人工制备羟基硅酸金属粉体，经过加工即可获得粒径小于0.1微米的颗粒，并在粉体表面引入分子链提高粉体抗团聚性能，利用短链连接活性物质，来确保稳定，同时，为了使其活性不失效，在每个活性物质形成的短链之外覆盖了一层分子保护层。然后加入纳米铜和催化剂，从而快速在金属摩擦副表面形成金属改性
层，以达到修复、降低摩擦系数、延长寿命、降低能耗的作用。

发明内容

[0005] 本发明的目的是为了解决现有技术中是以天然矿石研磨粉体技术，由于机器加工研磨生产速度慢、纯度不稳定，机器加工研磨生产速度慢仅矿石粉研磨至纳米级粒，且未能找出有效的活化物质，使得其只能在特定工况下运用才会产生效果，但效果不稳定，生成金属陶瓷修复层应用效果慢，成本高的问题，而提出的一种金属摩擦副快速抗磨修复材料的
制备方法。

[0006] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

[0007] 一种金属摩擦副快速抗磨修复材料的制备方法，其特征在于，其操作步骤如下：

[0008] 步骤一：将粒径在1-200μm左右的氧化硅、氧化镁等物质用球磨机分别球磨后，放入液体中进行分离，筛选出粒径小于100纳米的氧化硅和氧化镁。

[0009] 步骤二：用表面修饰剂对氧化钠、氧化磷进行处理后，再与氧化硅、氧化镁等物质混合，得到混合物a。

[0010] 步骤三：混合物a在球磨机中，受到一定的法向压力和剪切力，利用高压接触区产生的瞬间高温，去除氧化钠和氧化磷的表面修饰剂，使其发生化学反应，得到混合物b。

[0011] 步骤四：混合物b在微观高压接触区产生微观爆炸，形成微观上的高压真空，混合物b中氧化硅、氧化镁及其它微量元素在此环境下发生作用，瞬间合成羟基硅酸镁，并在润滑油的冷却功能作用下，产生磷酸盐玻璃体(格氏盐)。

[0012] 步骤五：用球磨机分别球磨氧化铝、氧化铁、氧化镍、氧化钙、氧化铬后，用液体进行分离，筛选出粒径小于100纳米的以上物质，为混合物c。

[0013] 步骤六：将20-40份的混合物c、40-60份的人工羟基硅酸镁、 5-20份的纳米铜和1-10份的催化剂进行混合反应，最后得到人工合成金属摩擦副快速抗磨修复材料。

[0014] 步骤七：将制备好的金属摩擦副快速抗磨修复材料粉体按照质量比1：50的比例加入润滑介质中，用搅拌机搅拌一小时后，添加1份分散剂继续搅拌15-30小时。

[0015] 优选的，所述步骤一和步骤五中的液体为水或油等不与氧化硅、氧化镁发生反应的液体。

[0016] 优选的，所述步骤一中氧化硅、氧化镁的粒径在10-20μm。

[0017] 优选的，所述步骤二中，氧化钠和氧化磷的比例可根据需要，同步做出调整调整，可以改变修复层的硬度和修复速率。

[0018] 优选的，所述步骤六中，将30份的混合物c、50份的人工羟基硅酸镁、15份的纳米铜和5份的催化剂进行混合反应。

[0019] 优选的，所述步骤七中的润滑介质为是机械设备领域中使用的基础润滑油或润滑脂。

[0020] 优选的，所述步骤七中，添加分散剂后继续搅拌22小时。

[0021] 优选的，所述磷酸盐玻璃体具有很强的清洗功能。

[0022] 与现有技术相比，本发明提供了一种金属摩擦副快速抗磨修复材料的制备方法，具备以下有益效果：

[0023] 1、该金属摩擦副快速抗磨修复材料的制备方法，通过人工合成脱氧的方法，人工制备羟基硅酸金属粉体，经过加工即可获得粒径小于0.1微米的颗粒，并在粉体表面引入分子链提高粉体抗团聚性能，利用短链连接活性物质，来确保稳定。

[0024] 2、该金属摩擦副快速抗磨修复材料的制备方法，为了使其活性不失效，在每个活性物质形成的短链之外覆盖了一层分子保护层。

[0025] 3、该金属摩擦副快速抗磨修复材料的制备方法，通过加入纳米铜和催化剂，从而快速在金属摩擦副表面形成金属改性层，以达到修复、降低摩擦系数、延长寿命、降低能耗等作用。

[0026] 该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明可以使车床噪音降低5.2-8.9分贝，且车床运行1500h 后，齿隙离散度较小，精度可达到2-4μm，降低摩擦系数约50％，降低机械设备运行过程中的震动噪音3-5分贝，设备能耗下降5％以
上，延长设备使用寿命，本产品可直接添加到润滑系统中，使用方便，无污染，对设备无害。

具体实施方式

[0027] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

[0028] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0029] 实施例1：

[0030] 一种金属摩擦副快速抗磨修复材料的制备方法，其特征在于，其操作步骤如下：

[0031] 步骤一：将粒径在1μm左右的氧化硅、氧化镁等物质用球磨机分别球磨后，放入水或油中进行分离，筛选出粒径小于100纳米的氧化硅和氧化镁。

[0032] 步骤二：用表面修饰剂对氧化钠、氧化磷进行处理后，再与氧化硅、氧化镁等物质混合，得到混合物a，氧化钠和氧化磷的比例可根据需要同步做出调整调整，可以改变修复层的硬度和修复速率。

[0033] 步骤三：混合物a在球磨机中，受到一定的法向压力和剪切力，利用高压接触区产生的瞬间高温，去除氧化钠和氧化磷的表面修饰剂，使其发生化学反应，得到混合物b。

[0034] 步骤四：混合物b在微观高压接触区产生微观爆炸，形成微观上的高压真空，混合物b中氧化硅、氧化镁及其它微量元素在此环境下发生作用，瞬间合成羟基硅酸镁，并在润滑油的冷却功能作用下，产生磷酸盐玻璃体(格氏盐)，磷酸盐玻璃体具有很强的清洗功能。

[0035] 步骤五：用球磨机分别球磨氧化铝、氧化铁、氧化镍、氧化钙、氧化铬后，用水或油进行分离，筛选出粒径小于100纳米的以上物质，为混合物c。

[0036] 步骤六：将20份的混合物c、40份的人工羟基硅酸镁、5份的纳米铜和1份的催化剂进行混合反应，最后得到人工合成金属摩擦副快速抗磨修复材料。

[0037] 步骤七：将制备好的金属摩擦副快速抗磨修复材料粉体按照质量比1：50的比例加入基础润滑油或润滑脂中，用搅拌机搅拌一小时后，添加1份分散剂继续搅拌15小时。

[0038] 实施例2：

[0039] 一种金属摩擦副快速抗磨修复材料的制备方法，其特征在于，其操作步骤如下：

[0040] 步骤一：将粒径在200μm左右的氧化硅、氧化镁等物质用球磨机分别球磨后，放入水或油中进行分离，筛选出粒径小于100纳米的氧化硅和氧化镁。

[0041] 步骤二：用表面修饰剂对氧化钠、氧化磷进行处理后，再与氧化硅、氧化镁等物质混合，得到混合物a，氧化钠和氧化磷的比例可根据需要同步做出调整调整，可以改变修复层的硬度和修复速率。

[0042] 步骤三：混合物a在球磨机中，受到一定的法向压力和剪切力，利用高压接触区产生的瞬间高温，去除氧化钠和氧化磷的表面修饰剂，使其发生化学反应，得到混合物b。

[0043] 步骤四：混合物b在微观高压接触区产生微观爆炸，形成微观上的高压真空，混合物b中氧化硅、氧化镁及其它微量元素在此环境下发生作用，瞬间合成羟基硅酸镁，并在润滑油的冷却功能作用下，产生磷酸盐玻璃体(格氏盐)。

[0044] 步骤五：用球磨机分别球磨氧化铝、氧化铁、氧化镍、氧化钙、氧化铬后，用水或油进行分离，筛选出粒径小于100纳米的以上物质，为混合物c。

[0045] 步骤六：将40份的混合物c、60份的人工羟基硅酸镁、20份的纳米铜和10份的催化剂进行混合反应，最后得到人工合成金属摩擦副快速抗磨修复材料。

[0046] 步骤七：将制备好的金属摩擦副快速抗磨修复材料粉体按照质量比1：50的比例加入基础润滑油或润滑脂中，用搅拌机搅拌一小时后，添加1份分散剂继续搅拌30小时。

[0047] 实施例3：

[0048] 一种金属摩擦副快速抗磨修复材料的制备方法，其特征在于，其操作步骤如下：

[0049] 步骤一：将粒径在10-20μm左右的氧化硅、氧化镁等物质用球磨机分别球磨后，放入水或油中进行分离，筛选出粒径小于100纳米的氧化硅和氧化镁。

[0050] 步骤二：用表面修饰剂对氧化钠、氧化磷进行处理后，再与氧化硅、氧化镁等物质混合，得到混合物a，氧化钠和氧化磷的比例可根据需要，同步做出调整调整，可以改变修复层的硬度和修复速率。

[0051] 步骤三：混合物a在球磨机中，受到一定的法向压力和剪切力，利用高压接触区产生的瞬间高温，去除氧化钠和氧化磷的表面修饰剂，使其发生化学反应，得到混合物b。

[0052] 步骤四：混合物b在微观高压接触区产生微观爆炸，形成微观上的高压真空，混合物b中氧化硅、氧化镁及其它微量元素在此环境下发生作用，瞬间合成羟基硅酸镁，并在润滑油的冷却功能作用下，产生磷酸盐玻璃体(格氏盐)，磷酸盐玻璃体具有很强的清洗功能。

[0053] 步骤五：用球磨机分别球磨氧化铝、氧化铁、氧化镍、氧化钙、氧化铬后，用水或油进行分离，筛选出粒径小于100纳米的以上物质，为混合物c。

[0054] 步骤六：将30份的混合物c、50份的人工羟基硅酸镁、15份的纳米铜和5份的催化剂进行混合反应，最后得到人工合成金属摩擦副快速抗磨修复材料。

[0055] 步骤七：将制备好的金属摩擦副快速抗磨修复材料粉体按照质量比1：50的比例加入基础润滑油或润滑脂中，用搅拌机搅拌一小时后，添加1份分散剂继续搅拌22小时。

[0056] 本发明通过人工合成脱氧的方法，人工制备羟基硅酸金属粉体，经过加工即可获得粒径小于0.1微米的颗粒，并在粉体表面引入分子链提高粉体抗团聚性能，利用短链连接活性物质，来确保稳定，同时，为了使其活性不失效，在每个活性物质形成的短链之外覆盖了一层分子保护层。然后加入纳米铜和催化剂，从而快速在金属摩擦副表面形成金属改性
层，以达到修复、降低摩擦系数、延长寿命、降低能耗的作用，使用该技术可以使车床噪音降低5.2-8.9分贝，且车床运行 1500h后，齿隙离散度较小，精度可达到2-4μm，降低摩擦系数约50％，降低机械设备运行过程中的震动噪音3-5分贝，设备能耗下降 5％以上，延长设备使用寿命，本产品可直接添加到润滑系统中，使用方便，无污染，对设备无害。

[0057] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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