[发明专利]一种用于机械零件磨损失效监测的金属陶瓷涂层及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种用于油润滑下机械零件磨损失效监测的金属陶瓷涂层，包括：基体、设置在基体表面的感应层A、设置在感应层A表面的第一工作层、设置在第一工作层表面的感应层B、设置在感应层B表面的第二工作层，其中感应层A为WC10Co4Cr‑Ag涂层，感应层B为WC10Co4Cr‑In涂层。本发明利用上述涂层结构，结合摩擦磨损过程中的实时或阶段性油液分析，可以实现油润滑条件下机械设备零件表面磨损失效的有效监测，对磨损超差和损伤失效进行有效预警和定位。本发明还提供了一种用于油润滑下机械零件磨损失效监测的金属陶瓷涂层的制备方法及其应用。

技术领域

本发明属于表面工程技术领域，尤其涉及一种用于机械零件磨损失效监测的金属陶瓷涂层及其制备方法和应用，具体涉及一种用于油润滑下机械零件磨损失效监测的金属陶瓷涂层结构及其制备方法。

背景技术

磨损是机械设备失效的最主要形式之一，零件的过度磨损会导致尺寸超差、异常振动、噪声加剧、设备故障甚至引起灾难性后果。如何在零件磨损失效前及时掌握其健康状态，进行及时有效的预警，从而进行必要的停机检查并合理规划维修时机，对于避免设备严重故障和重大事故具有重要意义。

传统上，常采用油液分析技术对机械零件磨损状态进行监测，通过对机械设备在用润滑油的定期检测，掌握油液内部第三体磨粒与污染物的形态、含量及特征元素等信息的变化，了解设备的润滑情况与磨损状态。此外，由于机械设备在运行过程中会因润滑不良或磨损加剧而产生异常振动或噪声加剧，因此利用振动或噪声监测传感器监测设备运行过程中的振动频率或噪声参数变化，也是诊断设备磨损状态的另一种常用方法。然而，随着机械设备结构不断的趋于复杂化，零件材质逐渐趋于多样化，基于油液分析、噪声与振动监测的传统监测技术无法实现大型复杂设备内部零件磨损失效的精确定位，对磨损失效预警的准确性不高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于机械零件磨损失效监测的金属陶瓷涂层及其制备方法和应用，能够实现机械零件磨损失效预警的精确定位，准确性高。

本发明提供了一种用于机械零件磨损失效监测的金属陶瓷涂层，包括：

基体；

设置在所述基体表面的感应层A；

设置在所述感应层A表面的第一工作层；

设置在所述第一工作层表面的感应层B；

设置在所述感应层B表面的第二工作层。

优选的，所述感应层A和感应层B中含有特征元素，所述特征元素为基体中不存在的元素；

所述感应层A和感应层B中的特征元素不同；

所述特征元素选自Ag或In。

优选的，所述特征元素在感应层A或感应层B中的质量含量为5～15％。

优选的，所述感应层A和感应层B中还包括：钴基碳化物；

所述第一工作层和第二工作层的成分独立的选自钴基碳化物。

优选的，所述钴基碳化物选自WC10Co4Cr、WC12Co、WC17Co中的一种或几种。

优选的，所述工作层的厚度与感应层的厚度比为(3～10)：1；

所述工作层选自第一工作层或第二工作层；

所述感应层选自感应层A或感应层B；

所述感应层A和感应层B的厚度独立的选自30～70μm。

本发明提供了一种上述技术方案所述的用于机械零件磨损失效监测的金属陶瓷涂层的制备方法，包括：

在基体表面依次制备感应层A、第一工作层、感应层B和第二工作层。