[发明专利]一种金属零件磨损表面在线强化修复材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属零件磨损表面在线强化修复材料及其制备方法，特别是涉及一种具有不解体修复金属零件磨损表面，并能显著提高零件表面硬度和耐磨性的在线强化修复材料及其制备方法，还涉及该材料的应用方法。

背景技术

磨损是机械材料失效的三种主要形式之一，我国机械设备每年因磨损而造成的经济损失就高达上千亿元。为降低因磨损造成的损失，一方面不断提高各种润滑材料的抗磨减摩性能，改善机械部件的润滑状态，但高档的合成润滑材料加工工艺复杂、成本较高，还无法解决金属零部件在高温、高负荷等苛刻条件下磨损严重的难题；另一方面采用各种维修技术对磨损失效零件进行修理，延长机械设备的使用寿命，但传统的维修方式都需要停机拆解，尤其是对流程制造业，一台设备停机维修往往导致整个生产线的停产，造成巨大的经济损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实现机械设备不解体维修，同时提高金属零件表面硬度及耐磨性的在线强化修复材料。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种金属零件磨损表面在线强化修复材料的制备方法，还进一步提供了该强化修复材料的几种应用。

为实现以上目的，本发明的金属零件磨损表面在线强化修复材料以质量百分含量计其组成为：

蛇纹石矿物微粉：            30～60％，

钠硼解石矿物微粉：          5～10％

氟化镧稀土：                5～10％

氧化铁微粉：                2％～5％

氧化铝微粉：                2％～5％

山梨醇酐单棕榈酸酯：        40％～50％

各组分之和为100％。

上述蛇纹石矿物粉是由天然蛇纹石经破碎、研磨、超细粉碎等加工工艺制得。蛇纹石超细粉中的Mg₃[Si₂O₅](OH)₄含量要大于90％，粒度范围要小于2微米。

上述钠硼解石矿物粉是由天然钠硼解石经破碎、研磨、超细粉碎等加工工艺制得。钠硼解石超细粉中的B₂O₃的含量不小于30％，粒度范围要小于1微米。

上述氟化镧稀土主要起催化剂作用，在摩擦条件下加速了复合陶瓷层的形成。

上述氧化铁和氧化铝纯度在95％以上，粒径范围小于1微米，主要起降低反应温度作用，可在较低温度下形成复合陶瓷修复层。

上述山梨醇酐单棕榈酸酯的化学式为：C₂₂H₄₃O₆，其主要作用是对粉体材料进行表面改性，提高其在油性介质中的分散稳定性。

本发明的金属零件磨损表面在线强化修复材料的制备方法是：

按照上述质量百分数的原料进行配比，放入高速搅拌机搅拌1小时后，再经高速球磨机研磨4小时获得粒度小于1微米的粉体，即形成本发明的金属零件磨损表面在线强化修复材料。

该材料使用方法：

(1)将该材料按照0.1～0.5％(质量百分数)的比例与99.5～99.9％(质量百分数)润滑油混合，在60～70℃温度下高速搅拌2～4小时后，加入机器设备的润滑系统，以润滑油为载体将输送到金属零件摩擦副表面面，使金属零件磨损表面在机器运转过程中得到在线强化和修复；

(2)将该材料按照5％～10％(质量百分数)的比例与90～95％(质量百分数)的工业润滑脂混合，在室温度下搅拌均匀后，直接涂于金属零件损坏或磨损超限表面使用。

本发明的金属零件磨损表面在线强化修复材料的优点：

(1)该材料可以在金属零件摩擦表面形成一层金属陶瓷改性层，具有高硬度、低摩擦系数和较高的表面光洁度，能够显著提高零件的耐磨性，延长设备的使用寿命。

(2)改变了传统的维修方式，实现了机械设备在运行中的不解体在线修复，使用工艺简单，无需停产、无需更换零件，显著降低维修费用。

(3)该材料以天然矿物为主要原料，添加适量催化剂和表面改性剂制成，成分简单，成本低廉、工艺简单。

(4)该材料在金属零件磨损表面形成的陶瓷改性强化层具有很高的光洁度，能够显著降低摩擦功率损失，节能降耗果显著(降低能耗5％～20％)。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明。除非另有说明，下述实施例中原料的百分含量为质量百分含量。

实施例