一种引入硼酸盐的二硫化钼/纳米氧化锌复合润滑材料及润滑涂层的制备方法

本发明属于高温润滑，具体涉及一种引入硼酸盐的二硫化钼/纳米氧化锌复合润滑材料及润滑涂层的制备方法。

背景技术：

1、当前，航天器及空间运载工具等的发射和运行，面临可重复、全地域、高速度和低成本的发展，越来越多的航空航天领域用关键运动部件都需要面对高温、高压、高转速、高承载及空间粒子辐射等复杂多变的极端工作环境，这对润滑材料的高温性能及高温润滑提出了更高的要求。因此，通过合适的制备工艺和方法，提升润滑材料在300℃以上，特别是在800℃左右及以上的高温润滑性能已十分迫切和必要。

2、目前已有的高温润滑材料大多存在着制备过程不可控，高温润滑性能不稳定等局限性，特别是800℃及以上的高温润滑性能差的问题亟需解决。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种更加简单并且高温润滑性能优异的润滑材料制备方法，尤其涉及一种引入硼酸盐粘结剂相，通过一步水热法制备纳米氧化锌原位掺杂的异质结结构的二硫化钼/纳米氧化锌/硼酸盐的高温复合润滑材料。

2、具体的，本发明第一方面提供了一种引入硼酸盐的二硫化钼/纳米氧化锌复合润滑材料的制备方法，包括：

3、采用一步水热法制备得到mos2/纳米zno复合材料；

4、将所述mos2/纳米zno复合材料与硼酸盐进行球磨混合，得到均匀混合粉体；

5、将所述均匀混合粉体分散于分散溶剂中，经超声搅拌6～8h获得均匀混合溶液；

6、将所述均匀混合溶液进行洗涤、干燥后得到二硫化钼/纳米氧化锌/硼酸盐复合润滑材料。

7、作为本发明的进一步说明，所述硼酸盐为硼酸钠及硼酸钾中的一种；所述分散溶剂为乙二醇乙醚、二甲苯和丙酮中的一种。

8、作为本发明的进一步说明，所述球磨混合的参数设置为：球粉比为2:1，转速为180～360rmp，球磨时间为4～6个小时。

9、作为本发明的进一步说明，所述球磨混合的球磨罐为碳化钨内衬的不锈钢罐，研磨介质为碳化钨硬质合金球。

10、作为本发明的进一步说明，所述碳化钨硬质合金球的直径为5mm或8mm。

11、作为本发明的进一步说明，所述干燥条件为：在80～100℃下真空干燥 18～24小时。

12、本发明第二方面提供一种润滑涂层的制备方法，包括：

13、将经过表面预处理的高温合金基片进行硼酸盐的硼化处理，在所述基片表面形成一层难溶于水的硼酸盐过渡层；

14、将上述中任一项所述的制备方法制得的二硫化钼/纳米氧化锌/硼酸盐复合润滑材料进行均匀分散，得到均匀混合的复合润滑材料分散液；

15、将所述复合润滑材料分散液采用空气喷涂的方法制备二硫化钼/纳米氧化锌/硼酸盐复合润滑涂层。

16、作为本发明的进一步说明，所述空气喷涂具体包括：

17、将形成有硼酸盐过渡层的基片在50～60℃条件下预热30～40min，同时保持喷枪气压在0.6～0.7mpa，喷枪口径为1～2mm，将预热好的所述基片水平放置，喷枪距基片20～30cm，倾斜角度40～60°，往复次数为2～3次，涂层厚度为60μm左右。

18、作为本发明的进一步说明，所述方法还包括：

19、涂层制备完成后，将所述基片置于60～80℃真空干燥箱中干燥40～60min，然后转移到马弗炉中固化，固化温度为180～200℃，固化时间为60～80min，待自然降至室温后，得到二硫化钼/纳米氧化锌/硼酸盐复合润滑涂层。

20、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

21、本发明中引入的硼酸盐粘结剂相不仅可以提升涂层与基体的结合性，而且极大地提高了润滑材料的高温润滑性能。

22、本发明的制备方法，反应温度低，条件温和，能耗较小，并且制备过程简单、易控，成本较低，制备周期短，易于实现。

23、本发明中通过异质结结构优化及掺杂相对mos2边缘悬键化学钝化的共同作用，可以协同提升润滑材料的抗氧化和高温润滑性能。

技术特征：

1.一种引入硼酸盐的二硫化钼/纳米氧化锌复合润滑材料的制备方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的引入硼酸盐的二硫化钼/纳米氧化锌复合润滑材料的制备方法，其特征在于，所述硼酸盐为硼酸钠及硼酸钾中的一种；所述分散溶剂为乙二醇乙醚、二甲苯和丙酮中的一种。

3.如权利要求1所述的引入硼酸盐的二硫化钼/纳米氧化锌复合润滑材料的制备方法，其特征在于，所述球磨混合的参数设置为：球粉比为2:1，转速为180～360rmp，球磨时间为4～6个小时。

4.如权利要求1所述的引入硼酸盐的二硫化钼/纳米氧化锌复合润滑材料的制备方法，其特征在于，所述球磨混合的球磨罐为碳化钨内衬的不锈钢罐，研磨介质为碳化钨硬质合金球。

5.如权利要求4所述的引入硼酸盐的二硫化钼/纳米氧化锌复合润滑材料的制备方法，其特征在于，所述碳化钨硬质合金球的直径为5mm或8mm。

6.如权利要求1所述的引入硼酸盐的二硫化钼/纳米氧化锌复合润滑材料的制备方法，其特征在于，所述干燥条件为：在80～100℃下真空干燥 18～24小时。

7.一种润滑涂层的制备方法，其特征在于，包括：

8.如权利要求7所述的润滑涂层的制备方法，其特征在于，所述空气喷涂具体包括：

9.如权利要求8所述的润滑涂层的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

技术总结本发明涉及高温润滑技术领域，具体公开了一种引入硼酸盐的二硫化钼/纳米氧化锌复合润滑材料及润滑涂层的制备方法，复合润滑材料制备方法包括：采用一步水热法制备得到MoS<subgt;2</subgt;/纳米ZnO复合材料；将MoS<subgt;2</subgt;/纳米ZnO复合材料与硼酸盐进行球磨混合，得到均匀混合粉体；将均匀混合粉体分散于分散溶剂中，经超声搅拌6～8h获得均匀混合溶液；将均匀混合溶液进行洗涤、干燥后得到二硫化钼/纳米氧化锌/硼酸盐复合润滑材料。本发明中引入的硼酸盐粘结剂相不仅可以提升涂层与基体的结合性，而且极大地提高了润滑材料的高温润滑性能。本发明的制备方法，反应温度低，条件温和，能耗较小，并且制备过程简单、易控，成本较低，制备周期短，易于实现。技术研发人员：王龙,邵喜博,刘维民受保护的技术使用者：西北工业大学技术研发日：技术公布日：2024/1/22