[00317480]高性能自润滑耐磨激光熔覆涂层与激光强化技术
联系人：周健松
所在地：甘肃兰州市
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技术详细介绍
成果介绍：
激光熔覆是一种利用激光处理的表面改性技术，它可以在低成本的基体材料上制成高性能的表层。此技术节约了大量的贵重合金，适用于工具、模具、机械 零件的修复、抗摩擦及耐腐蚀涂层的加工等。本课题组利用激光熔覆技术研制开发了镍基金属间化合物基宽温域自润滑耐磨覆层材料，可以实现室温至1000°C 宽温域环境下连续自润滑、耐磨和抗氧化。其具体性能指标见下表。目前市场上还未见到能达到这些技术指标的自润滑耐磨涂层材料。该润滑涂层可应用于航天、舰船和汽车工业发动机的机械系统（涡轮叶片）、涡轮发动机进气阀顶杆、导向 叶片、闭门器、减振器、制冷循环系统等机器零部件。
镍基金属间化合物基宽温域自润滑耐磨覆层材料 | |
特性 | 与基材呈冶金结合，结合强度〉350MPa |
硬度 | HRC58 〜60 |
致密性 | 组织致密，无气孔 |
摩擦系数 | < 0.3 （室温） |
< 0.32 (1000 °C) | |
磨损率 | <1x10-5mm3/N-m (室温) |
<3x10-5mm3/N-m (1000 °C) | |
使用温度 | 室温-1000 °C |
随着我国航空、汽车工业以及海洋开发等的高速发展，对高推重比、轻量化的机械设备的需求日益扩大，铝合金、镁合金以及钛合金等合金材料得到广泛应用。但在实际应用中铝合金及钛合金存在润滑耐磨性差，镁合金存在耐蚀性不足等问题。本课题组研制开发的铝合金表面自润滑耐磨覆层能解决铝合金零部件在 室温至400°C中低温段的自润滑、耐磨问题。其组织致密，硬度可达HV1000- 1200。具体技术指标见下表。本课题组开发的钛合金表面自润滑耐磨覆层解决钛合金零部件的自润滑、耐磨、耐腐蚀问题。技术指标见下表。
铝合金表面自润滑耐磨覆层 | 钛合金表面自润滑耐磨覆层 | ||
特性 | 与基材呈冶金结合 | 特性 | 与基材呈冶金结合 |
硬度 | HV1000〜1200 | 硬度 | HV1200〜1600 |
致密性 | 组织致密 | 致密性 | 组织致密 |
覆层厚度 | 1 〜2mm | 覆层厚度 | 1〜2mm |
摩擦系数 | < 0.2 （室温） | 摩擦系数 | < 0.35 |
< 0.3 (400 °C) | |||
磨损率 | < 1x10-5mm3/N-m (室温) | 磨损率 | < 1x10-5mm3/N・m |
<3x10-5mm3/N-m (400 °C) | |||
除覆层材料开发外，铝、镁合金表面激光强化技术是解决铝合金零部件在机械应力、热应力、气蚀等作用下的热疲劳失效、气蚀冲击等问题的有效手段。铝 合金强化层厚3〜4mm，硬度可达硬度HV140〜160，抗疲劳性能提高2个数量级。激光强化镁合金能细化镁合金晶粒尺寸，形成Mg-Al金属间化合物强化层，提高镁合金的耐腐蚀性，解决镁合金零部件的抗腐蚀、耐磨等问题。强化层硬度 HV350〜400，厚0.5〜1mm，耐腐蚀性能可提高2个数量级。
技术成熟度:
完全成熟，可大规模生产