重载耐磨金属保护材料的研制重载耐磨金属保护材料的研制周柏豪

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重载耐磨金属保护材料的研制武汉大学化学与分子科学学院应用化学系执行人： 罗立新邮政编码：430072电子邮箱：daluo@21cn.com 1.项目研究目的、意义及应用前景 目前，随着国民经济的发展，人们在各种金属材料的应用方面的要求也越来越高，其中一个相当重要的方面就是材料的耐磨性能。提高材料的耐磨性能，对于工业、农业和国防建设均具有相当重要的意义。为此我们先后研制成功了重载高滑低磨铜塑复合材料，高温防磨耐蚀复合涂料等，以解决滑道重载耐磨、锅炉炉管高温磨损和腐蚀问题重载耐磨金属保护材料的研制是我们为解决军工以及民用重载条件下金属材料防磨问题。该材料可广泛用于常温条件下的金属的表面处理，增强金属表面载重载条件下的耐磨性能。 2，国内外研究现状及发展趋势： 国内外为提高材料表面的抗磨能力，一般有：电镀、化学镀、热喷涂、热渗镀、堆焊、复合铸轧、爆炸强化和表面粘涂等措施。其中除了热喷涂，堆焊，爆炸强化和表面粘涂可以在现场实施外，其他方法只能在制造厂使用。此外，又由于堆焊的效率低下，因此有实际使用应用价值的只有热喷涂镀和表面粘涂两种工艺。 热喷涂镀能在被保护材料的表面形成致密的保护涂层，可达到耐磨、防腐等目的。但热喷涂镀施工费用较高，每平方米施工价格在2000~3000元人民币。 表面粘涂技术的现状：表面粘涂技术是指将添加填料的复合胶粘剂涂敷于处理好的零件表面，以赋予零件特殊功能的一种表面技术。它是近年来发展起来的一项非常重要的表面修复和强化技术。粘涂作为粘接技术的发展，具有粘接技术的大部分优点，应力分布均匀，容易做到密封、耐蚀、导电等。作为一种表面修复和强化技术，与堆焊、电镀、电刷镀、热喷涂相比，粘涂工艺简单，不需专门设备，只需将配好的胶涂覆于处理好的零件表面并固化后即可，一般在室温操作，不会使零件产生热影响区和变形。这种技术可根据需要使零件表面获得耐磨、防腐、绝缘、导电等功能。 近些年，表面粘涂技术在设备维修领域的应用得到了飞速发展，他除了用于绝缘、导电、密封、堵漏外，还广泛应用于耐磨损、耐磨蚀修复和作为保护涂层，也可用于修补零件上的各种缺陷如裂纹、划伤、尺寸超差、铸造缺陷等。目前国际上应用的产品有美国Belzona Molecular公司高分子合金修补剂、美国Devcon公司系列修补剂、德国苏尔茨公司D1AMANT系列产品、瑞士卡斯特林-尼特蒂公司MeCaTeC系列涂层。目前国内应用的有天工系列胶粘修补剂、广州机床研究所HNT涂层、北京第一机床厂BNT涂层。 所有以上粘涂剂都还不能在重载条件下长期工作，并经受重载刮伤磨损。 重载条件下的粘涂耐磨材料在重载条件下，可以利用基料本身的韧性和增强填料有效分散所受载荷，提高耐磨性。增强材料能以三种形式使用，即颗粒、晶须和纤维。一般来说，晶须和纤维对复合材料行为的主要贡献是通过载荷分担实现的。通过基体合金微观组织的改变，增强体对复合材料的变形特征也有少量的影响。重要的参数包括，晶须和纤维的物理和力学性能、基 体合金的物理和力学性能、增强体的体积分数和长径比(形态比)。颗粒的主要贡献是通过基体合金的微观组织变化实现的，载荷分担 只是较小贡献。重要的参数包括，颗粒的力学性能、体积分数和平均尺寸。载荷分担由载荷传过增强材料、粘接基料体和基体合金界面的程度来控制。所以，我们的重点集中在表面粘涂技术上。 3. 主要参考文献 1)，粘接与表面粘涂技术 翟海潮 李印柏 林新松著 化学工业出版社1993,12 2)，金属溶焊原理及工艺 张文斌 机械工业出版社1985，7 3)，中国专利[97190058]， [97119275， [97116241]， [97115108]， [97111379]， [97103953]， [97111379]， [95101913] 4)，ASB Industries' thermal spray technology 5), Analysis of retrieved hydroxyapatite coated orthopaedic implants Gross, K A; Ben-Nissan, B; Walsh, W R; Swarts, E 15th International Thermal Spray Conference, Nice, France, 25-29 May 1998 6), 聚氨酯弹性体及其应用 傅明源 孙酣经编著 化学工业出版社1994,10 7), 环氧树脂与环氧化物 天津市合成材料工业研究所 天津人民出版社 1974,78), 酚醛树脂及其应用 殷荣忠等编 化学工业出版社1990,6 9), 合成树脂及玻璃钢 李国荣等编著 化学工业出版社1997,5 10), ХИМИЧЕСКАЯ МОДИФИКАЦИЯ ЗЛАСТОМЕРОВ , Туторский И А,Химия 1993

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