一種表面磨損修復(fù)劑及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工程材料的開發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種表面磨損修復(fù)劑及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 摩擦磨損作為材料損失、零件失效和能源消耗的主要形式之一，摩擦損失了世界 一次性能源的1/3以上，一直是國內(nèi)外研究的熱點。除進行合理的摩擦學設(shè)計外，減摩抗磨 常通過以下途徑來實現(xiàn):①改善機械產(chǎn)品的服役條件;②合理選用材料處理工藝，提高摩擦 副材料自身機械性能;③改善潤滑條件，優(yōu)化潤滑油品設(shè)計，將微納米顆粒添至潤滑油中， 利用摩擦作用在磨損表面形成自修復(fù)層來補償磨損發(fā)展具有良好抗磨損性能、高承載能 力、對磨損表面具有一定自修復(fù)功能的潤滑油添加劑可以有效提高裝備的使用壽命，是摩 擦學領(lǐng)域的重要前沿課題，同時也是裝備再制造設(shè)計與質(zhì)量評估技術(shù)中重要的研究內(nèi)容。 目前存在的摩擦副表面強化與修復(fù)技術(shù)包括預(yù)防性修復(fù)、故障后修復(fù)和原位自修復(fù)。而原 位自修復(fù)技術(shù)作為一種主動維修技術(shù)，能夠在機器運行過程中自動進行，可節(jié)省大量的能 源和資源，成為摩擦學和表面工程領(lǐng)域研究的熱點。
[0003]近年來，將天然層狀硅酸鹽礦物微粉，以潤滑油為介質(zhì)，傳遞至摩擦副表面，通過 復(fù)雜的力化學和摩擦化學反應(yīng)，在摩擦副表面形成超光滑、高強度的類金屬陶瓷或類金剛 石自修復(fù)層，能夠在不拆卸、不解體的方式下實現(xiàn)對火車機車等機構(gòu)部件的在線維修，引起 了國內(nèi)外學者的關(guān)注。如CN1740290A，公開了一種降振減燥自修復(fù)納米潤滑材料及其制備 方法，它是由納米級金屬粉和天然礦石粉為主要原料，輔加各種輔助原料經(jīng)過一定工藝條 件和生產(chǎn)步驟制成的用于油（脂）潤滑或超聲介質(zhì)中加入的高性能修復(fù)納米材料。如 CN103642569A，公開了一種含超細稀土粉體潤滑油添加劑，由天然蛇紋石礦石粉體、超細稀 土粉體、表面活性劑、分散劑、摩擦改進劑、助劑、基礎(chǔ)油組成，具有顯著的耐腐蝕性。但現(xiàn)有 技術(shù)中的修復(fù)材料普遍存在著組分復(fù)雜、成本高、制備工藝復(fù)雜、減摩修復(fù)效果不夠理想等 問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提出了一種表面磨損修復(fù)劑及生產(chǎn)工 藝，該表面磨損修復(fù)劑具有組分簡單、成本低、制備工藝簡單、減摩修復(fù)效果理想的特點，其 采用的具體的技術(shù)方案如下：
[0005] -種表面磨損修復(fù)劑，其特征在于：由以下質(zhì)量份配比的成分組成： 礦物粉末； 5-15份 稀土元素;. 0.01-5份
[0006] 潤滑劑： 60-80份 抗泡劑： 卜20份 分散劑： 1-20份
[0007] 其中，所述礦物粉末為長石粉末、高嶺土粉末、滑石粉末、云母粉末中的一種或兩 種以上的組合，所述長石粉末、高嶺土粉末、滑石粉末、云母粉末為長石、高嶺土、滑石、云母 分別經(jīng)過熱處理后研磨、篩選出的，顆粒度< 5μπι，；
[0008] 所述稀土元素為氯化鈰、氯化鑭、硝酸鈰、硝酸鑭中的一種或兩種以上的任意組 合；
[0009] 所述潤滑劑為基礎(chǔ)油、鈣基潤滑脂、鋰基潤滑脂、聚脲脂中的兩種以上的的任意組 合；
[0010] 所述抗泡劑為乳化硅油、二甲基硅油中的一種或兩種組合；
[0011] 所述分散劑為酰胺類分散劑。
[0012] 進一步地，所述基礎(chǔ)油為1003120031200013000~中的一種或兩種以上。
[0013] 進一步地，所述酰胺類分散劑為T15UT155中的一種或兩種組合。
[0014] 進一步地，所述熱處理的溫度400°C~800°C。
[0015] 進一步地，所述熱處理的溫度800°C~1200°C。
[0016] 進一步地，所述熱處理為：
[0017] 當?shù)V物粉末為長石粉末、高嶺土粉末、滑石粉末、云母粉末中的一種時，礦物分為 兩部分，一部分在400°C~800°C進行熱處理，另一部分在800°C~1200°C進行熱處理，所得 的兩部分礦物粉末混合使用；
[0018] 當?shù)V物粉末為長石粉末、高嶺土粉末、滑石粉末、云母粉末中的兩種以上時，一種 礦物在400°C~800°C進行熱處理，其余的礦物分別在800°C~1200°C進行熱處理，所得的各 種礦物粉末混合使用，或者，一種礦物在800°C~1200°C進行熱處理，其余的礦物分別在400 °C~800°C進行熱處理，所得的各種礦物粉末混合使用；
[0019] 進一步地，采用的400°C~800°C熱處理和800°C~1200°C熱處理的粉末質(zhì)量比為 1:1~4:1〇
[0020] -種制備所述表面磨損修復(fù)劑的方法，其特征在于:步驟如下：
[0021] 1)將礦物放入馬沸爐中進行熱處理3~6小時，熱處理溫度為400°C~800°C;
[0022] 2)將熱處理后的礦物放入球磨機進行研磨，篩選，選出顆粒度< 5μπι的礦物粉末；
[0023] 3)將選出的礦物粉末，在80~120°C下保溫1~2h，當采用兩種以上的礦物粉末時， 先將所有礦物粉末混合均勻，再在80~120°C下保溫1~2h;
[0024] 4)將60wt%~95wt%的潤滑劑放入膠體磨中進行混合、乳化，運行30~60分鐘；
[0025] 5)將步驟3)中的礦物粉末加入到步驟4)的潤滑劑中，開啟膠體磨，運行1~2h;
[0026] 6)將抗泡劑、分散劑、稀土元素和剩余的潤滑劑進行磁力攪拌30~60分鐘后加入 到步驟5)的混合物中進行攪拌，運行30~60分鐘，即得成品的表面磨損修復(fù)劑。
[0027] 另一種制備所述表面磨損修復(fù)劑的方法，其特征在于:步驟如下：
[0028] 1)將礦物放入馬沸爐中進行熱處理3~6小時，熱處理溫度為800°C~1200°C;
[0029] 2)將熱處理后的礦物放入球磨機進行研磨，篩選，選出顆粒度< 5μπι的礦物粉末； [0030] 3)將選出的礦物粉末，在80~120°C下保溫1~2h，當采用兩種以上的礦物粉末時， 先將所有礦物粉末混合均勻，再在80~120°C下保溫1~2h;
[0031] 4)將60wt%~95wt%的潤滑劑放入膠體磨中進行混合、乳化，運行30~60分鐘； [0032] 5)將步驟3)中的礦物粉末加入到步驟4)的潤滑劑中，開啟膠體磨，運行1~2h;
[0033] 6)將抗泡劑、分散劑、稀土元素和剩余的潤滑劑進行磁力攪拌30~60分鐘后加入 到步驟5)的混合物中進行攪拌，運行30~60分鐘，即得成品的表面磨損修復(fù)劑。
[0034] 再一種制備所述表面磨損修復(fù)劑的方法，其特征在于:步驟如下：
[0035] 1)將礦物放入馬沸爐中進行熱處理3~6小時，礦物中的一部分的熱處理溫度為 400°C~800°C，其余的礦物粉的熱處理溫度為800°C~1200°C;
[0036] 2)將兩種不同熱處理溫度下熱處理后的礦物粉分別放入球磨機進行研磨，篩選， 選出顆粒度< 5μπι的礦物粉末；
[0037] 3)將選出的礦物粉末混合均勻，在80~120°C下保溫1~2h;
[0038] 4)將60wt%~95wt%的潤滑劑放入膠體磨中進行混合、乳化，運行30~60分鐘； [0039] 5)將步驟3)中的礦物粉末加入到步驟4)的潤滑劑中，開啟膠體磨，運行1~2h;
[0040] 6)將抗泡劑、分散劑、稀土元素和剩余的潤滑劑進行磁力攪拌30~60分鐘后加入 到步驟5)的混合物中進行攪拌，運行30~60分鐘，即得成品的表面磨損修復(fù)劑。
[0041 ] 有益效果
[0042] (1)本發(fā)明提供的表面磨損修復(fù)劑組分簡單、成本低、制備工藝簡單，能夠解決機 械設(shè)備零部件磨損后能耗增高、振動增強、功率降低等問題，能夠在機械設(shè)備不停機、不解 體的情況下恢復(fù)零部件幾何尺寸；
[0043] (2)本發(fā)明提供的表面磨損修復(fù)劑中不含氮、硫等元素，其產(chǎn)生的排放物不會對環(huán) 境產(chǎn)生不良的影響，具有重要的環(huán)保意義；
[0044]