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专利摘要

本发明提供了一种含铜摩擦副在提高镓基液态金属的润湿性能和/或润滑性能中的应用，涉及镓基液态金属润滑技术领域。本发明提出了利用镓基液态金属与铜之间的金属键致润湿的新方法，由于镓基液态金属本身与铜的润湿性较好，且含铜摩擦副中的铜又能与镓基液态金属进行自发反应生成与镓基液态金属润湿性更好的金属间化合物CuGa<subgt;2</subgt;，在Cu与CuGa<subgt;2</subgt;协同作用下，镓基液态金属在摩擦副界面的润湿性得到改善。生成的CuGa<subgt;2</subgt;与Ga之间存在金属键，金属键湿润力和载荷的相互作用促进了摩擦界面上镓元素的吸附并在摩擦界面形成连续完整的富镓膜，使得镓基液态金属作为润滑剂时的润滑性能得到改善。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202410044210.4
申请日期:
2024-01-12
专利申请人:
分类号:
B22F1/12 ; B22F3/02 ; B22F9/04 ; B22F3/10 ; B22F3/14
发明/设计人:
郭杰，杨军，刘维民，曹新建，程军，朱圣宇，刘强
权利要求: 1.含铜摩擦副在提高镓基液态金属的润湿性能和/或润滑性能中的应用。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述含铜摩擦副包括摩擦副基体和掺杂在所述摩擦副基体中的铜；所述摩擦副基体包括陶瓷基体或金属基体。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述含铜摩擦副的化学组成包括摩擦副基体(100-x)wt％-铜xwt％，其中，x的取值范围为5～15。4.根据权利要求2所述的含铜摩擦副，其特征在于，所述陶瓷基体包括Al2O3、ZrO2、Si3N4或SiC；所述金属基体包括不锈钢或碳钢。5.根据权利要求1～4任一项所述的应用，其特征在于，所述含铜摩擦副的制备方法包括以下步骤：将摩擦副基体粉末和铜粉进行球磨混合，将所得混合粉料依次进行压片和烧结，得到含铜摩擦副。6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述铜粉的粒径为15～105μm；所述摩擦副基体粉末包括陶瓷摩擦副基体粉末或金属摩擦副基体粉末；所述金属摩擦副基体粉末的粒径为1～150μm，所述陶瓷摩擦副基体粉末的粒径为10nm～5μm。7.根据权利要求5或6所述的应用，其特征在于，所述球磨混合的球磨介质包括氧化锆，所述球磨介质的粒径为5～12mm，所述球磨混合的球料比为3～8：1；所述球磨混合包括交替进行正转球磨和反转球磨；单次正转球磨和反转球磨的转速独立地为200～300r/min，时间独立地为20～40min；正转球磨和反转球磨之间停止转动5～10min；所述球磨混合的总时间为95～190min。8.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，当所述摩擦副基体为Al2O3时，所述烧结为第一程序烧结，所述第一程序烧结包括：320～400min内温度由室温升温至1350～1400℃，90～150min内温度由1350～1400℃升至1550～1600℃，60～90min内温度由1550～1600℃升至1625～1650℃，在1625～1650℃条件下保温120～150min，60～90min内温度由1625～1650℃降至1350～1400℃，之后随炉冷却至室温。9.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，当所述摩擦副基体为ZrO2时，所述烧结为第二程序烧结，所述第二程序烧结包括：90～150min内由室温升至200～250℃，220～260min内温度由200～250℃升至700～750℃，160～200min内温度由700～750℃升至950～1000℃，160～200min内温度由950～1000℃升至1200～1250℃，在1200～1250℃条件下保温120min，220～260min内温度由1200～1250℃升至1450～1500℃，在1450～1500℃保温120min，40～80min内温度由1450～1500℃降至1200～1250℃，120～180min内温度由1200～1250℃降至900～950℃，之后随炉冷却至室温。10.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，当所述摩擦副基体为不锈钢时，所述烧结为真空热压烧结，所述真空热压烧结包括：150～210min由室温升至950～980℃，在950～980℃条件下保温90～150min，之后随炉冷却至室温。