高温内梯度润滑层活化熔渗理论及其功能控制机理研究

The purpose of the proposal is to investigate the synergistic mechanism between antifriction and infiltration performance of lubricating alloy using the phase theory and to prepare a new type lubricating coatings with inner gradient structure based on the permeability of porous cermet matrix. .With porous cermet as matrix and soft metal alloy as lubricant, the preparation technique and lubricating control mechanism of the coatings will be discussed based on the phase theory of alloy. The research involves: 1. The composition design theory of multiple lubricating alloy with the cooperation of antifriction and infiltration properties. 2. The distribution of lubrication element in the coatings and its preparation control techniques. 3. The thermal diffusion kinetic theory of lubricating elements in the friction process. 4. The lubricating film formation mechanism and lubrication control theory of the inner gradient lubrication coatings..The research will reveal the coupling mechanism between antifriction and infiltration activation functions of lubricating alloy. The preparation technology of lubrication coatings and its lubricating control theory will be innovated. The research will provide a new type lubrication coating material and preparation technology for the elements work at the high temperature condition.

申请项目将合金相理论引入润滑控制中，利用多孔金属陶瓷的可熔渗性，研究多元软金属合金减摩与活化熔渗间的协同效应，并以此制备出内梯度润滑层。.研究将以多孔金属陶瓷为基，以软金属合金为熔渗体，基于合金相理论中的合金熔点重置复合理论，探索高温内梯度润滑层制备技术及其润滑控制机理。研究涉及：1.研究减摩/熔渗功能协同的多元润滑合金组分设计理论，2.高温内梯度润滑层结构形态及其制备工艺控制技术；3.基于润滑层结构的多元润滑合金摩擦-热扩散动力学理论研究；4.内梯度润滑层摩擦表面高温成膜机理及其润滑控制理论研究。.申请项目可揭示合金协同减摩与熔渗活化功能耦合机理；创新出润滑功能层制备技术及其理论。研究可为极端高温工况下的摩擦零件提供新型润滑功能复层材料及其实现技术。

项目以高温内梯度润滑层活化熔渗理论及其功能控制机理研究为主旨，开展了其相关理论与试验研究，取得了如下成果：.项目基于合金相理论，开展了润滑合金组分设计及其理论研究，研究了不同软金属组分配比对其熔点和润滑协同效应的影响规律，制备出以Ag-Pb-Sn-Cu及Ag-Sn-Cu为主体的复合润滑体，并以此扩充出多种低熔点复合软金属合金体，研究为高温内梯度层的复合润滑体的设计和应用提供了理论和试验基础。. 为了解决多孔高速钢陶瓷基体中孔隙表面张力导致的软金属元素扩散速率延缓效应现象，项目开展了软金属复合体在的熔渗环境设计、合金组分熔解度及其粘附性等与高速钢基体湿润性相关的理论和试验研究，取得了良好的工程效果；研究为采用多孔高速钢陶瓷制备内梯度层提供了理论依据。. 项目采用高频熔渗法研究了高温内梯度润滑层的制备工艺，研究了其工艺参数对基体强度和软金属复合润滑体扩散速率的影响，并以此制备出高速钢陶瓷基自润滑内梯度复合层；研究为高温内梯度润滑层的制备工艺提供了技术基础。. 为了实现高温内梯度层的润滑控制，项目开展了内梯度润滑层的扩散润滑机理研究，研究了软金属润滑体从多孔陶瓷基体中渗出的迁移动力学特征及其润滑机理，建立了其润滑预测模型，研究为高温内梯度层的润滑控制提供了理论基础和实现技术。. 至此，项目完成了基金项目计划任务书中全部研究内容，申请了2项国家发明专利 ，在国内外学术刊物上发表了5篇学术论文；部分研究成果已应用在工程中。