一种金属修复剂的制作方法

本发明涉及金属自修复技术，尤其是涉及一种金属修复剂。

背景技术：

随着工业现代化的发展，对各种机械设备的安全连续化运行要求越来越高，而设备在高温、高压、冲击、腐蚀等恶劣环境条件下长期运行，往往因其局部损坏而使整个零件报废，最终导致设备停产。研究发现，磨损、腐蚀和疲劳是机械材料失效的主要三种形式。其中磨损造成的经济损失十分巨大，我国每年因摩擦磨损造成的损失据测算可达上千亿元人民币，因此，节能降耗一直是我国乃至世界工业发展中努力追求的目标。

金属磨损自修复技术是目前世界上的一项尖端技术，通过摩擦、生热、力化学作用使之产生金属自修复的效果。现在发达国家对金属修复剂的研究主要基于高分子复合材料技术和纳米技术类，其中以高分子复合材料最为显著，其优异的金属修复性能可以达到甚至超过新部件的使用寿命。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的需要，提供一种新的金属修复剂，本发明的金属修复剂与金属基体具有较高的结合强度，适用于金属零件的磨损、腐蚀、破裂。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的金属修复剂，是由原料二烷基二硫代磷酸锌，硬脂酸钙，纳米氧化镁，纳米二氧化硅，聚碳弹性树脂，促进剂，消泡剂，酰胺基胺固化剂，硫酸铵，古尔胶，纳米银，多酚，低密度聚乙烯按照下述重量份配制而成：

二烷基二硫代磷酸锌5-9份，硬脂酸钙20-30份，纳米氧化镁3-8份，纳米二氧化硅3-8份，聚碳弹性树脂1-5份，促进剂2-5份，消泡剂1-3份，酰胺基胺固化剂6-8份，硫酸铵1.2-4份，古尔胶7-11份，纳米银1.5-3份，多酚3-6份，低密度聚乙烯7-9份。

本发明使用的聚碳弹性树脂为聚碳哑光树脂。

本发明使用的促进剂为二硫化双，如市售产品硫化促进剂tmtd。

本发明使用的消泡剂为聚醚型消泡剂。

将上述原料准确称量，混合后充分研磨至纳米级，即得到成品金属修复剂。

现场投放时，首先用高速搅拌器将其与设备润滑油（脂）进行充分混合，具体投放量可根据使用设备，按润滑油（脂）总量的8~12%添加进去，与润滑液一起循环。

本发明金属修复剂可用于拖轮轴瓦、减速机、球磨机稀油站、轴承齿轮等设备零部件的修复。

本发明配制的金属修复剂与国外现有的修复材料相比，生产成本低，自修复效果好，维持时间长。将该金属修复剂加入机械设备的润滑系统后，利用润滑油（脂）为载体，在不解体、不停机的状态下，将其输送至金属部件的摩擦磨损表面，在摩擦能的作用下，修复剂与金属基体经过超精研磨、特殊内氧化、形变组织细化和强化等过程，生成了超硬超滑的纳米晶体保护层，自动修复摩擦及磨损部位。

使用本发明配制的金属修复剂修复机械设备，可显著降低摩擦副表面的摩擦系数，大幅度降低摩擦温度、减少机械设备磨损，改善及修复磨损零部件的配合间隙，提高设备的运行精度；同时能有效降低能源消耗、有利于提高设备生产效率，大幅延长设备使用寿命和节约维修费用，具有显著的经济效益和社会效益。试验证明，本发明金属修复剂应用于水泥生产、风火发电、煤炭采掘、冶炼铸造以及石油采集等重要企业的生产设备上，均取得了很好的使用效果。

附图说明

图1~图3是本发明金属修复剂的三种模拟试验图示。

图4是本发明金属修复剂的实用效果图示。

具体实施方式

下面通过具体实施对本发明做更加详细的说明，以便于本领域技术人员的理解。

实施例1配制金属修复剂

本发明制备的金属修复剂，可按照以下原料组分配制：

二烷基二硫代磷酸锌5份，硬脂酸钙20份，纳米氧化镁3份，纳米二氧化硅3份，聚碳弹性树脂1份，促进剂2份，消泡剂1份，酰胺基胺固化剂6份，硫酸铵1.2份，古尔胶7份，纳米银1.5份，多酚3份，低密度聚乙烯7份。

具体配制时，原料组分还可以为：

二烷基二硫代磷酸锌9份，硬脂酸钙30份，纳米氧化镁8份，纳米二氧化硅8份，聚碳弹性树脂5份，促进剂5份，消泡剂3份，酰胺基胺固化剂8份，硫酸铵4份，古尔胶11份，纳米银3份，多酚6份，低密度聚乙烯9份。

原料组分还可以为：

二烷基二硫代磷酸锌7份，硬脂酸钙25份，纳米氧化镁6份，纳米二氧化硅5份，聚碳弹性树脂3份，促进剂3份，消泡剂2份，酰胺基胺固化剂7份，硫酸铵3份，古尔胶9份，纳米银2份，多酚5份，低密度聚乙烯8份。

需要说明的是：根据具体使用场合，本发明金属修复剂中各原料的组分在本发明公开的范围内可以进行适当调整，其效果相同。

实施例2本发明金属修复剂的效果测试

一、设备寿命试验

以滚动轴承为基体，b组在润滑液中添加了本发明金属修复剂（用500sn基础油进行调和，加入量为润滑液总量的8%），a组为对比例（不加金属修复剂）。测试结果见下表1。

表1

从表1数据中可以看出，a组运行127小时、140小时、270小时、275小时、301小时、323小时以及370小时时分别出现一套轴承失效，390小时时仅余一套轴承正常运行；而b组累积运行400小时后均未出现失效轴承，八套试验轴承全部运行良好。证明本发明金属修复剂可以起到延长轴承使用寿命的作用。

二、摩擦磨损试验

本发明通过摩擦磨损试验机研究了在面-面接触、线-面接触和点-面接触等摩擦副形态中金属修复剂的性能特性，模拟了滑动摩擦和滚动摩擦等摩擦形式中的产品效果的影响因素，经测试：

1、低速重载工况下，润滑液中不添加金属修复剂时，其摩擦系数约为0.16，当在润滑液中添加金属修复剂时，一旦表面修复完成，其摩擦系数基本稳定在

0.022，摩擦系数下降了86.25%；如图1所示。

2、高速轻载工况下，润滑液中不添加金属修复剂时，其摩擦系数约为0.18，当在润滑液中添加金属修复剂时，一旦表面修复完成，其摩擦系数基本稳定在

0.06，摩擦系数下降了66.7%；如图2所示。

3、润滑液中不添加金属修复剂时，摩擦副在极限条件下工作寿命为230秒，在润滑液中添加金属修复剂时，摩擦副在极限条件下的工作寿命为2300秒，寿命延长10倍；如图3所示。

三、实用效果

将本发明金属修复剂应用在湖州小浦南方水泥厂回转窑中对轴瓦进行运行温度试验：

2017年12月27日，根据测试方案要求，对回转窑-中窑-3#托轮轴承进行金属修复剂首次添加；

2018年3月15日，根据设备采集数据及运行情况，对回转窑-中窑-3#托轮轴承进行金属修复剂第二次添加；

2018年4月26日，根据设备采集数据及运行情况，对回转窑-中窑-3#托轮轴承进行金属修复剂第三次添加。

据试验厂家结果反馈，参见图4记录的温差曲线，自2018年3月15日至今，测试的3#托轮轴瓦油温较其他托轮的瓦温（图中标注的为2#轴瓦）、油温相对正常，波动较小，相比去年同期温度有明显下降。