专利名称：掺银镍铬碳化铬基高温自润滑涂层材料制备方法
,镍铬碳化縫高温自润滑涂层材料制备方法^b^领域l本发明属于热喷凃技术与材料加工技术领域，涉及一种，,镍铬碳化铬基高温自润m^凃层材料的制备方法。背景狱:5feitM空发动机和燃气轮机设计和制造中翻的刷式密封是一种接触性密封，在糊部件瞬间大幅径向位移后可鹏密封间隙不变，其泄M是蓖齿密封的1/5至1/10，发动机耗油率斷氐约2%，大大改善了 t^部件的运行稳定性。刷式密封中，刷毛接触的軒轴表面(跑道)需要喷凃一层高温耐磨自润滑涂层以保证在高^M气环境下附氐转子轴的磨损以及M^刷毛 的磨损量。作为鹏于刷式密封结构中、軒跑道表面上的高温自润滑涂层材料，国内外都己会锁行了 一定的研究工作。Sliney采用^M氟化物共晶^S透分散在多孔的镍铬合金中得到一种高温自润滑 涂层材I4(US Patent 3419363)。随后，美国NASA等航空发动机研究机构对刷式密封用各种材料进行的深入研究，使刷式密封技术日趋成熟，高温自润滑涂层材料射导到了长足織。从七+^代开始，英、美等国家许多大MM空发动机制造厂家(如普惠、GE、罗一罗公司等)，开发了多个系歹啲磨损涂层材料体系，如氧化物陶瓷系列、碳化物系列、硬质合金系列等，根据 不同使用温度和条件，选择不同种类的涂层。美国研究开发了各种配比的自润滑涂层材料，如 PS/PM212系列等。该类新型高温耐磨自润滑涂层材料的主要特点之一，是以氟化物作为润滑,。 氟化物(CaF2、BaF2)是性能鹏的高温润滑材料，将其与其它金属陶瓷复合f顿，是高温中有效 的固懒写滑剂。由62XBaF2-38XCaF2组成的共晶体具有比单纯氟化物更好的润滑性能。现在的自润滑涂层材料""i^用机術昆合法制备，戶賴恪的粉末成分鄉不均匀，松装比重 低，流动性差，制备的涂层组织不均匀，润滑鹏瞎。本发明采用喷凃千燥烧结法制备的自润滑 涂层材料，成分均匀，松装比重高，流动性好，具有工艺简单，易于操作、对设备要求低，生产 成本低和产品质量好、^量大、经济可靠、可以工业推广m点。
发明内容:本发明目的是解决现有技术的J^i不足，提供一种!錄镍铬碳化I&S高温自润 滑涂层材料的制备方法。本发明提供的掺银镍铬碳化I&S高温自润滑涂层材料的制备方法，包括以下歩骤-第一、采用喷雾干夂f烧结法制备含氟化物镍铬碳化络核心粉末，其中BaF2 6.2 9.3%， CaF2 3.8~5.7%， Ni9~16%， C2~7%， Cr縫；
第二、调配氧化M还原液氧化液为AgN03 10-80g/l、 NaOH5-50g/I、氨水5-50g/L;还原液 为水合肼0.1-10 g/l、 20"600 g/l、酒碰1-100 g/l、表面活性剂0.25-50 g/l、正TB 0.1-50g/h第三、将一频U得的杨O粉末加AH步调配的还原液中，在不断搅袢下，将氧化液缓厦滴加至还 原液中，加热至55-99'C进行反应10-lOOmin;以使银粒子均匀沉积在核心粉絲面，形成被在 核心粉絲面上的金属银层；第四、鹏结束后，冷却至室温，倒出上清液，将镀银后的复锁末洗涤后，自然千燥；第五、将上步千燥后的粉末于800XM20(TC烧结2至6小时，即得到J魏镍铬碳化縫高温自润滑涂层材料。戶舰的氟化物是氟化药与氟化钡的共晶体。所述的表面活性剂可以是聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚丙烯醐安中的一种或两种。 戶皿的核心粉末的粒度可以是10Mm-200Mm内的任一粒度分布范围。戶;M的，在核心粉^面上的金属银层厚度可从纳米级到m^级不等。本发明的优点和积极鄉(1) 包覆工艺新颖，无需进行复杂的敏化活40:序，可以应用于其它银包覆型粉,料的制备。(2) 金属银包覆均匀，有利于^N资涂过程中的脱,损。(3) 自润^ta分(氟化物、银)分布均匀，涂层性能优异。综j^f述，该方法制备的自润滑涂层材料具有松装密度高，流动附子，采用该法制备的自润滑涂层材料喷凃后形成的涂层致密，摩擦系数低，自润滑性能好；同时该制备方法具有工艺简单、 易于操作、X寸设备要求低，生产成本低和产品质量好、生产量大、经济可靠、可以工业推广等优 点。
1图1是银包镍铬碳化铬表面形貌 图2是银包镍格碳化铬剖面形貌。
具体实施方式
实施例l:1 )喷雾千腠烧结法制备含氟化钙的镍铬碳化铬核心粉体，其中BaF26.2%， CaF23.8%， Nil0%， C5%， Cr歸。2) 配制氧化液和还原液，氧化液为A, 10g/l、 NaOH5g/1、氨水10g/L;还原液为水 合肼0.1 g/l、 M 200g/l、酒碰15g/l、聚乙二醇.01g/L、正丁醇5g/l。3) 将核心粉末加AiS原液中。4) 在不断^J半下，将氧化液缓慢滴加至还原液中，加热至98。C进行反应90min,以使银粒子 均匀沉积在杨L、粉絲面，形成^^在核心粉絲面上的金属银层；5) 反应结束后，7tiP體温，倒出上清液，将镀银后的复合粉末洗涤后，自然千燥。6)将千燥后的粉末在氮气做下于90(TC高鹏结2小时，即得到，錄镍铬碳化縫高温自润 滑涂层材料。成品的物理性能如下松装密度2.74g/cm3、流动速度25.7s/50g。采用等离子喷涂工艺制备的 涂层摩擦系数为0.21。实施例2:1)喷雾千膝烧结法制备含氟化钡共晶的镍铬碳化铬杨。、粉体，其中BaF29.3%， CaF25.7%， Nil5%， C7%， Cr錢。2) 配制氧化液和还原液，氧化液为AgNOa 50g/l、 NaOH 80 g/l、氨水45g/L;还原液为 水合肼0.1g/l、葡萄糖200^、酒石酸15g/l、聚丙烯翻安0.01g/L、正T0 5g/l。3) 将核心粉末加A^原液中。4) 在不断鹏下，将氧化液缓慢滴加至还原液中，加热至95。C进行反应90min，以使银粒子 均匀沉积在核心粉絲面，形成 在核心粉絲面上的金厲银层；5) 反应结束后，冷却至室温，倒出上清液，将镀银后的复合粉末洗涤后，自然千燥。6)将千燥后的粉末在氮气{默下于105(TC高鹏结6小时，即得到t魏镍铬碳化铬基高温自润 滑涂层材料。成品的物理性能如下松装密度2.68￡/0113、流动體28.58/50§。采用調子喷凃工艺制备的 涂层摩擦系数为0.19。 实施例3:1)喷雾^PM"烧结法制备含氟化鈣氟化钡共晶的镍铬碳化铬核心粉体，其中BaF28.2%， CaF2 5.0%， Ni9~16%， C2~7%， Cr賴。2)配制氧化液和还原液，氧化液为AgN03 25g/l、 NaOH 30 g/l、氨水25g/L;还原液为 水合肼0.1g/l、 200g/l、酒石酸15 gA、聚乙烯吡咯烷酮0.01g/L、正TH 5g/l。 3)将核心粉末加AjE原液中。4) 在不断^t半下，将氧化液缓慢滴加至还原液中，加热至98。C进行反应60min，以使银粒子均匀沉积在核心粉^面，形成皿在核心粉:^面上的金属银层；5) 反应结束后，冷却暨温，倒出上清液，将镀银后的复合粉末洗涤后，自然千燥。6)将千燥后的粉末在氮气微下于105(TC高鹏结4小时，即得到 tlg镍铬碳化縫高温自润 滑涂层材料。成品的物理性能如下松装密度2.82g/cm3、流动鹏24.1s/50g。采用等离子喷凃工艺制备的 涂层摩擦系数为0.15。
权利要求
1、一种掺银镍铬碳化铬基高温自润滑涂层材料的制备方法，其特征是该方法包括以下步骤第一、采用喷雾干燥-烧结法制备含氟化物镍铬碳化铬核心粉末，其中BaF26.2～9.3％，CaF23.8～5.7％，Ni9～16％，C2～7％，Cr余量；第二、调配氧化液及还原液氧化液为AgNO3 10-80g/l、NaOH 5-50g/l、氨水5-50g/L，还原液为水合肼0.1-10/l、葡萄糖20-600g/l、酒石酸1-100g/l、表面活性剂0.25-50g/l、正丁醇0.1-50g/l；第三、将一步制得的核心粉末加入二步调配的还原液中，在不断搅拌下，将氧化液慢滴加至还原液中，加热至55-99℃进行反应10-100min，以使银粒子均匀沉积在核心粉末表面，形成包裹在核心粉末表面上的金属银层；第四、反应结束后，冷却至室温，倒出上清液，将镀银后的复合粉末洗涤后，自然干燥；第五、将上步干燥后的粉末于800℃～1200℃烧结2至6小时，即得到掺银镍铬碳化铬基高温自润滑涂层材料。
2、 根据权利要求l戶腿的帝ij备方法，5^寺征在于，氟化物是氟化,丐与氟化钡共晶体。
3、 根据权利要求l戶腿的制备方法，期寺征在于，表面活性剂是聚乙熵比咯烷酮、聚乙二醇、聚 丙烯翻安中的一种或两种。
4、 根据权利要求1戶，的制备方法，其特征在于，核心粉末的茅娘是10^m-200Mm。
5、 根据权利要求1所述的制备方法，赚征在于，被在核心粉絲面上的金属银层厚度为纳米 级或W^。
全文摘要
一种掺银镍铬碳化铬基高温自润滑涂层材料的制备方法。该方法包括，含氟化物镍铬碳化铬核心粉末的制备、氧化液及还原液的配制，将上述核心粉末和表面活性剂加入还原液中搅拌，将银氨溶液缓慢滴加至还原液中，经加热反应以使银粒子均匀沉积在核心粉末表面，再经洗涤，自然干燥后，高温烧结，即得到掺银镍铬碳化铬基高温自润滑涂层材料。本发明方法制备的自润滑涂层材料具有松装密度高，流动性好，采用该法制备的自润滑涂层材料喷涂后形成的涂层致密，摩擦系数低，自润滑性能好；同时该制备方法具有工艺简单、生产量大、经济可靠、可以工业推广等优点。
文档编号B22F1/02GK101157129SQ200710150260
公开日2008年4月9日 申请日期2007年11月21日 优先权日2007年11月21日
发明者任先京, 李敦钫, 田玉亮, 黄新春 申请人:北京矿冶研究总院