[发明专利]一种M50基自润滑材料及其制备方法有效
| 申请号： | 201710090337.X | 申请日： | 2017-02-20 |
| 公开（公告）号： | CN106906427B | 公开（公告）日： | 2019-05-24 |
| 发明（设计）人： | 史晓亮;刘锡尧;黄玉春;杨慷;邓骁斌;闫昭;薛冰;章桥新 | 申请（专利权）人： | 武汉理工大学 |
| 主分类号： | C22C38/46 | 分类号： | C22C38/46;C22C38/44;C22C38/42;C22C38/04;C22C38/02;C22C33/02 |
| 代理公司： | 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 42102 | 代理人： | 唐万荣;张秋燕 |
| 地址： | 430070 湖*** | 国省代码： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 新型 m50 润滑 材料 及其 制备 方法 | ||
【说明书】：
本发明公开了一种新型M50基自润滑材料，主要包括基体材料和润滑相，并以M50钢为基体材料，以含MoS2和SiO2的微米球为润滑相，润滑相的质量为基体材料质量的(3.0‑5.0)wt.％。本发明所述的新型M50基自润滑材料具有较低的摩擦系数与磨损率，可以有效提高M50钢的摩擦学性能，且制备方法简便可行，为实现M50基自润滑材料的工业化应用提供了实践基础。
技术领域
本发明涉及一种新型M50基自润滑材料及其制备方法，属于固体自润滑复合材料领域。
背景技术
航空发动机主轴轴承是航空发动机的关键零部件，被认为是航空发动机的心脏，其质量的好坏，是直接影响航空发动机寿命及可靠性的重要因素之一，因此，提高航空发动机主轴轴承的可靠性一直是航空发动机研制生产中的一项十分重要的课题。M50高温轴承钢为我国和世界各国航空发动机主轴轴承的主要用钢，可以长期在315℃下工作，除具有一般轴承钢的特性外，还具有较好的高温尺寸稳定性，高温硬度和高温疲劳性能等。但是随着飞机的不断更新换代，航空发动机轴承的工作环境也更加恶劣，如何降低轴承的摩擦磨损是一个重要的研究内容。
固体材料自润滑技术是解决高温、高压、真空等极端环境下润滑的一种有效方法。刘佐民等研究M50高速钢摩擦磨损机理转变的临界温度，在此临界温度以下，高速钢的磨损量随温度的上升而增大，摩擦系数几乎保持恒定，超过此温度后，由于界面金属膜的呈现，磨损率迅速下降。目前，利用固体自润滑材料来提高M50高温航空轴承钢摩擦磨损性能的研究还鲜见报到。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种新型M50基自润滑材料及其制备方法，以含MoS2和SiO2微米球为润滑相，具有较低的摩擦系数与磨损率，可以有效提高航空主轴轴承材料M50钢的摩擦学性能，且制备方法简便，制备过程中工艺参数容易控制。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：
一种新型M50基自润滑材料，主要包括基体材料和润滑相，它以M50钢为基体材料，以含MoS2和SiO2的微米球为润滑相。
按上述方案，所述润滑相的质量为基体材料质量的(3.0-5.0)wt.％。
按上述方案，所述基体材料M50钢主要包括元素C、Mn、Si、Ni、Cr、Cu、Mo、V和Fe等。优选地，本发明中所述基体材料M50钢中各元素按质量百分比计为：C 0.75-0.85％，Mn≤0.35％，Si≤0.35％，Ni≤0.20％，Cr3.75-4.25％，Cu≤0.20％，Mo 4.00-4.50％，V 0..90-1.10％，以及余量的Fe。最优选地，本发明所述基体材料M50钢中元素C、Mn、Si、Ni、Cr、Cu、Mo、V和Fe质量比值为0.75：0.35：0.30：0.20：4.0：0.15：4.2：1：89.05。
按上述方案，所述含MoS2和SiO2的微米球主要组成成分为MoS2与SiO2，MoS2与SiO2的质量比(3.0-7.0)：(7.0-12.0)。该微米球为具有坚硬外壳的中空球形颗粒，外观为灰色，单颗粒直径为8-15μm，壁厚为其直径的6％-10％。
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- 孙杨 - 山东太阳耐磨件有限公司
- 2017-05-02 - 2018-10-16 - C22C38/46
- 本发明公开了一种铲刀制备方法及铲刀，该铲刀制备方法包括：冶炼高纯度合金作为原料，将原料加工成铲刀毛坯料；对铲刀毛坯料预先开设安装孔，获取铲刀半成品；对铲刀半成品进行锻造及轧制，获取铲刀成品；对铲刀成品上的安装孔进行精加工获取铲刀；其中，高纯度合金中含有：钒、铬、硼、碳、镍、锰、钛、硼及铁，以高纯度合金采用的成分设计为(wt％)：钒：0.016‑0.019，铬：0.014‑0.017，硼：0.001‑0.002，碳：0.22‑0.25，镍：0.0017‑0.0019，锰：1.11‑1.13，钛：0.0013‑0.0021，钴：0，钼：0，余量为铁及不可避免的杂质。
- 模具用钢及其制造方法-201810447445.2
- 菅野隆一朗;关山孝明;细田康弘;片冈仁 - 日立金属株式会社
- 2014-02-20 - 2018-10-09 - C22C38/46
- 本发明提供模具用钢及其制造方法，该钢满足作为模具用钢的基本特性，此基础上还兼顾优异的耐生锈性及导热性。一种模具用钢，其为具有如下组成的钢：以质量％计含有：C：0.07～0.15％、Si：大于0～小于0.8％、Mn：大于0～1.0％、P：小于0.05％、S：小于0.02％、Ni：大于0～0.5％、Mo与W按单独或复合计(Mo+1/2W)：大于0～小于0.8％、V：大于0～小于0.15％、Cu：0.25～1.5％，余量包含Fe、Cr和无法避免的杂质，前述Cr的含量大于4.9％且为5.3％以下，所述模具用钢的硬度为30～42HRC。作为无法避免的杂质的Al优选控制在小于0.1％，N优选控制在小于0.06％，O优选控制在小于0.0055％。前述硬度可通过淬火及530℃以上的回火来得到。
- 一种用于制造丝锥的高性能高速钢及其加工工艺-201710149243.5
- 吴敏英;张建华 - 江苏飞达钻头股份有限公司
- 2017-03-14 - 2018-09-25 - C22C38/46
- 本发明公开了一种用于制造丝锥的高性能高速钢及其加工工艺，具体涉及金属材料技术领域，其成分如下：碳、钒、铬、钼、镍、铌、硅、磷、硫、钼、钨、锰、钴，其余为铁。本发明具有从源头上保证了高速钢纯净度要求，将有害元素含量控制在极低的水平，改善了碳化物分布，提高了高速钢的工艺性能的优点。
- 一种耐工业大气腐蚀钢筋及其制备方法-201810044251.8
- 吴长锡;唐名标;陈贵和;熊科林;李艳平 - 福建三宝钢铁有限公司
- 2018-01-17 - 2018-07-17 - C22C38/46
- 本发明公开了一种耐工业大气腐蚀钢筋及其制备方法，该钢筋按质量比包括：C 0.15‑0.20％，Si 0.40‑0.60％，Mn 1.30‑1.60％，P 0.070‑0.130，S≤0.030％，Cr 0.40‑0.55％,Cu 0.25‑0.35％，V 0.40‑0.60％，Ni 0.15‑0.25％，N 80‑140ppm。本发明钢筋能有效防工业大气腐蚀。
- 龙泉天福剑及其制作工艺-201610553928.1
- 沈州;沈新培 - 浙江省龙泉市沈广隆剑铺
- 2016-07-14 - 2018-04-10 - C22C38/46
- 本发明提供一种龙泉天福剑及其制作工艺，天福建剑身所采用的合金由以下百分比含量的化学成分组成Mo0.15~0.25%、V0.1~0.3%、Mn0.12~0.20%、Si0.3~0.5%、C1.4~1.6%、Cr20.0~24.0%、Ni0.6~0.8%、Ca0.2~0.4%、纳米金刚0.6‑0.9%，其余为余量的Fe以及总成分不超过0.1%的杂质；该发明制备过程包括以下步骤1）剑胚的制备；2）见水；3）见油；4）正火；5）退火；6）打磨和抛光；7）盐浴；8）淬火；9）回火即得剑身。本发明剑身具有锻打纹路，具有剑刃锋利、弹性弯度、硬度优越，且不易生锈腐蚀的优点。
- 耐硫化氢应力腐蚀开裂的马氏体不锈钢油套管用钢、油套管及其制造方法-201610169894.6
- 张春霞;齐亚猛;张忠铧;蔡海燕 - 宝山钢铁股份有限公司
- 2016-03-23 - 2018-01-26 - C22C38/46
- 本发明公开了一种耐硫化氢应力腐蚀开裂的马氏体不锈钢油套管用钢，其化学元素质量百分比为0＜C≤0.05％，Si0.1～0.2％，Mn0.20～1.0％，Cr11.0～14.0％，Ni4.0～7.0％，Mo1.5～2.5％，N0.001～0.10％，V0.03～0.6％，Al0.01～0.04％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。本发明还公开了用上述成分的钢制造的油套管及其制造方法。该油套管可用于分压达到0.01MPa的H2S以及高浓度的CO2、Cl‑等共存的强腐蚀环境下的原油或天然气的油井、气井中，并在该环境中能满足相应的耐腐蚀性能及力学性能指标。
- 一种大直径薄锯片基体用钢及其制造方法-201510367474.4
- 杨玉;张吉富;于斌;乔磊;郭晓宏;刘凤莲;刘志伟;张瑞琦 - 鞍钢股份有限公司
- 2015-06-29 - 2018-01-05 - C22C38/46
- 本发明公开一种大直径薄锯片基体用钢及其制造方法，钢中的化学成分按重量百分比计为C0.72％～0.95％，Si0.06％～0.40％，Mn0.5％～0.95％，Cr0.10％～0.39％，V0.03％～0.080％，Ni≤0.5％，且H≤0.0002％，杂质元素P≤0.015％，S≤0.010％和Al≤0.010％，余量为Fe和不可避免的杂质。钢水采用Si脱氧，板坯采用热送热装工艺，精轧开轧温度为1050～1150℃，终轧温度为900～980℃，层流冷却采用后段冷却，冷却到680～800℃进行卷取，卷取后30分钟内进缓冷坑缓冷，热轧带钢冷冲成锯片基体后，加热至850～980℃，保温10～40min，进行淬火。该锯片用钢具有高淬硬性、高热稳定性的同时又具有高韧塑性，使用寿命明显提高。
- 一种高强度高韧性耐腐蚀链条用钢及其热处理方法-201610993472.0
- 李昭东;王鑫;周世同;李鹏博;雍岐龙;陈颖;王慧敏;杨忠民 - 钢铁研究总院;中联先进钢铁材料技术有限责任公司
- 2016-11-10 - 2017-12-29 - C22C38/46
- 一种高强度高韧性耐腐蚀链条用钢，化学组成按重量百分含量(wt.％)为C0.06～0.11wt.％、Si0.15～0.35wt.％、Mn0.30～0.50wt.％、Cr1.00～3.00wt.％、Ni2.00～4.00wt.％、Mo0.30～0.60wt.％、Nb0.02～0.06wt.％、V0.03～0.09wt.％、P<0.015wt.％、S<0.015wt.％，余量为Fe和不可避免的杂质。链条热处理采用竖式连续热处理炉和两次淬火热处理和一次回火热处理的工艺方式，链条一次通过A奥氏体化加热炉、A淬火槽、B奥氏体化加热炉、B淬火槽和C回火加热炉。经热处理后获得板条块宽度为0.3‑5μm的板条马氏体组织，板条间和板条内部弥散分布着直径为0.2‑0.8μm、体积分数为0.15％‑0.35％的颗粒状渗碳体和直径为5‑15nm、体积分数为0.02％‑0.08％的MC相粒子。热处理后的链条抗拉强度达1000MPa级，环背和焊缝KV2(‑60℃)达100以上，耐海水腐蚀性能良好。
- 一种用于高温测量的耐热材料及其制备方法-201510106281.3
- 喻怀忠;张轶;朱晋川 - 重庆川深金属新材料股份有限公司
- 2015-03-11 - 2017-10-31 - C22C38/46
- 本发明公开了一种用于高温测量的新型耐热材料及其制备方法，该材料的化学组成为C0—0.6%，Si0.6—2.5%，Re0.04—0.1%，W1—4%，Mo0.5—2%，Cr18—27%，Ni9—22%，Mn<0.8%，V0—1%，S<0.035%，P<0.035%，其余为Fe。本新型材料红硬性明显较传统304和310S不锈钢增强，同时本新型材料具有可锻性和焊接性，解决了结构性联结问题，使材料具有了扩展使用的空间。本新型材料的性价比大幅上升，对于高温工况下的静态应力下具有明显的适用性，具有良好的市场空间，对高温测量用户尤其是钢厂具有明显的提升温度监控准确度和降低成本的作用。
- 一种制备耐磨塑料模具的方法-201510568438.4
- 朱余宏;胡丽亚 - 滁州迪蒙德模具制造有限公司
- 2015-09-09 - 2017-10-27 - C22C38/46
- 本发明涉及一种模具的制备方法，具体提供了一种制备耐磨塑料模具的方法包括配备模具钢的化学组分、熔炼、浇筑钢锭、电渣重熔、轧制、热处理、切削加工得到模具。本发明提供的这种制备耐磨塑料模具的制造方法，工艺简单、节约资源，制造出的塑料模具耐磨损且抗氧化，寿命长，提高了模具生产出产品的质量，生产成本低。
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