專利名稱：復合銦層表面織構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及復合銦層表面織構。
背景技術：
摩擦磨損是機械和汽車等產品失效的主要原因之一，大約80%的機械零部件失效是由于各種形式的磨損引起的，由于機械零部件失效帶來經濟損失達到幾十億元。國內外學者和申請者已有的研究表明，不同的表面織構具有減少摩擦磨損效果，表面織構改善了摩擦副的摩擦學性能。表面織構，是指在相互連接接觸機械零件的摩擦副表面通過一定的加工技術加申請者經過多年深入研究，發現機械零件表面發生相對運動過程中，尤其在存在微動磨損的機械零件接觸表面，復合銦層表面織構所起的儲油、浸潤性與及時形成潤滑油膜與動壓潤滑的作用機理、對改善其接觸表面的摩擦因數和摩擦力與滑動周期的作用機理，與大都數國內外學者已見報導表面織構的性能有很大不同。因此，復合銦層表面織構具有重要的應用價值和實用意義。文獻檢索和專利檢索結果表明，目前國內還沒有復合銦層材料的相關表面織構的專利文獻報導。
發明內容本實用新型的任務是提供ー種復合銦層表面織構，本實用新型的任務是通過如下技術方案來實現的本實用新型的復合銦層表面織構設有兩層結構，一層結構為在機械零件表面形成具有促進形成潤滑油吸附膜的銦復合材料層，一層結構為與銦復合材料層形成一體且具有促進形成潤滑油吸附膜的銦材料層，銦材料層在銦復合材料層上層。所述的銦復合材料層是以機械零件的表面為基底金屬，在基底金屬上，將銦材料通過加熱擴散進入基底金屬形成具有促進形成潤滑油吸附膜的銦復合材料層，或通過離子注入基底金屬形成具有促進形成潤滑油吸附膜的銦復合材料層。與現有技術比較，本實用新型的復合銦層表面織構的相關技術有重大改進①結構和材質兩個方面重大改進每個織構單元由兩層不同的材料--浸潤性良好的銦材料層和銦復合材料層形成一體不分離，兩層材料的材質不同，銦復合材料層的材質是通過加熱擴散進入基底金屬或通過離子注入基底金屬方式形成的，是通過表面改性形成新的銦復合材料層，因此織構単元的結構和材質兩方面都已發生重大改進織構單元的形成油膜潤滑原理重大改進表面織構單元(微小的凹坑)具有儲油的性能，當復合銦層表面織構的表面織構單元充滿潤滑油吋，織構單元的表面銦材料層良好的浸潤性能促進及時形成潤滑油膜，促進及時補充儲油，提升了潤滑性能；當復合銦層表面織構的表面織構單元部分充滿潤滑油(潤滑油未充滿)，表面銦材料層良好的浸潤性能，與零件表面的銦材料層或(銦材料層磨損后的)銦復合材料層的浸潤性能、物理化學吸附性能配合作用，由于表面織構單元的深度< 50 ym，促進及時形成潤滑油膜，明顯提升了潤滑性能，尤其是銦復合材料層的浸潤性、吸附性能與織構單元表面的銦材料層良好的浸潤性、吸附性能配合作用形成潤滑油膜，與普通表面織構的工作原理有實質性不同形成動壓潤滑的重大改進表面織構單元的表面銦材料層的浸潤性好，與零件表面的銦材料層或(銦材料層磨損后的)銦復合材料層的浸潤性能、吸附性能配合作用，促進形成動壓潤滑，避免機械零件的直接接觸從而降低磨損；尤其是銦復合材料層的浸潤性、吸附性能與織構單元表面的銦材料層良好的浸潤性、吸附性能配合作用形成動壓潤滑，與普通表面織構的工作原理有實質性不同機械零件不同磨損階段的儲油和潤滑協同性方面重大改進機械零件處于跑合磨損階段(早期磨損階段)，復合銦層表面織構的表面銦材料層浸潤性良好促進織構単元及時提供潤滑作用，并及時補充儲油；當機械零件由于使用過程逐漸摩擦磨損，銦材料層逐漸磨損減少，機械零件表面的材質為逐漸變為銦復合材料層，表面織構單元的表面仍為銦材料層，其良好浸潤性、吸附性能與銦復合材料層配合作用，及時形成潤滑油膜、潤滑作用，機械零件不同磨損階段的儲油和潤滑協同性方面明顯提升，長期有效減少機械零件的摩擦磨損復合的潤滑形式機械零件的相對運動過程中，銦材料層具有自潤滑性能，與潤滑油潤滑、織構單元的儲油和潤滑一起形成復合的潤滑形式，提升了潤滑性能；結合表面織構單元的形狀、大小、深度、表面織構單元的間距和分布密度尺寸進行優化設計，具有明顯改善機械零 件接觸表面的摩擦學性能； 吸振減摩銦材料層能吸收部分振動、對存在微動磨損的機械零件具有吸收部分振動、銦材料層良好的自潤滑性能減少存在微動磨損的機械零件接觸表面因存在潤滑不充分時的摩擦磨損有重要應用價值，復合銦層表面織構對存在微動磨損的機械零件接觸表面具有獨特的減少摩擦磨損效果功效持久，因此，復合銦層表面織構具有重要的應用價值和實用意義。本實用新型的有益效果是，能促進形成油膜潤滑、促進形成動壓潤滑、形成復合的潤滑形式，能長期有效減少機械零件接觸表面的摩擦磨損，尤其是減少微動磨損效果且功效持久，使用方便，結構簡単，適用性強，且應用成本適宜，適合批量生產的特點。

圖I為本實用新型實施例I的復合銦層表面織構的放大的局部剖視圖。圖2為本實用新型實施例I的圓形的表面織構單元的形狀結構示意圖。圖3為本實用新型實施例2的表面織構單元的形狀結構示意圖。圖中數字表示I-銦材料層，2—銦復合材料層，3—圓形的表面織構單元，4 一橢圓形的表面織構單元。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進ー步說明。本實用新型的的復合銦層表面織構設有兩層結構，一層結構為在機械零件表面形成具有促進形成潤滑油吸附膜的銦復合材料層，一層結構為與銦復合材料層形成一體且具有促進形成潤滑油吸附膜的銦材料層，銦材料層在銦復合材料層上層。所述的銦復合材料層是以機械零件的表面為基底金屬，在基底金屬上，將銦材料通過加熱擴散進入基底金屬形成具有促進形成潤滑油吸附膜的銦復合材料層，或通過離子注入基底金屬形成具有促進形成潤滑油吸附膜的銦復合材料層。基底金屬是銦材料可通過加熱擴散進入的金屬材料，如AlSn40，AlSn20，SnSb8Cu4，SnSbllCu6等，或銦材料可通過離子注入的金屬材料如40Cr等，都可以是基底金屬。所述的復合銦層表面織構的表面織構單元可以是圓形、橢圓形或其它形狀表面織構單元，表面織構單元的間距大小和分布密度根據機械零件受到作用力大小及運動速度快慢進行優化設計調整，各表面織構單元尺寸最大長度< 400 u m,最大寬度< 400 u m,最大深度5^ 50 u m。所述的具有促進形成潤滑油吸附膜的銦材料層可以是Pb-Sn-Cu-In等銦材料層。實施例I圖I為本實施例I的復合銦層表面織構的放大的局部剖視圖，圖2為實施例I的圓形的表面織構單元的形狀結構示意圖。本實用新型的復合銦層表面織構特征在于用一種高錫鋁且含銅量低的軸承合金材料通過機械加工方法制成機械零件，以零件的相互接觸表面作為基底金屬，在基底金屬上，進行清潔、除油、除銹、清洗吹干后，涂鍍ー層エ業純銦材料，通過加熱至170°C 200°C并保溫2 3小時，銦材料擴散進入基底金屬形成新的具有促進形成潤滑油吸附膜的銦復合材料層2 ;冷卻至室溫，去除殘余的銦材料，進行清潔、清洗，熱風吹干后，在具有銦復合材料層2的機械零件表面加工圓形的表面織構單元3，表面織構單元的最大直徑< 350 u m,最大深度< 40iim,各表面織構單元的底部呈圓弧形或近似圓弧形，如圖I和圖2所示實施例；每列的圓形表面織構單元3分布為靠近機械零件中間的表面織構單元分布較稀疏、靠近機械零件旁邊的表面織構單元分布較密；表面織構單元呈現以列為單位陣列分布；零件表面的表面織構的分布密度0. 12 ;進行清潔、除油、清洗、風吹干后，再鍍上ー層具有促進形成潤滑油吸附膜的Pb-Sn-Cu-In銦材料層1，應注意電鍍エ藝的品質管控，保證銦材料層I與銦復合材料層2成為一體不分離，進行清洗、風吹干，形成復合銦層表面織構。復合銦層表面織構由許多表面織構單元組成，各表面織構單元設有兩層結構，一層結構為在機械零件表面形成具有促進形成潤滑油吸附膜的銦復合材料層，一層結構為與銦復合材料層形成一體且具有促進形成潤滑油吸附膜的銦材料層，銦材料層在銦復合材料層上層。當機械零件的接觸表面發生相對運動，復合銦層表面織構具有良好耐蝕性、耐磨性和自潤滑性，形成儲油作用、形成良好的潤滑油膜和形成動壓潤滑，改善其接觸表面的表面摩擦因數，實現良好的減少摩擦磨損效果；應用于存在微動磨損的機械零件，具有獨特的減少摩擦磨損效果功效持久。實施例2圖I為本實用新型實施例I的復合銦層表面織構的放大的局部剖視圖，圖3為本實用新型實施例2的的織構單元的形狀結構示意圖。本實用新型的復合銦層表面織構特征在于用一種銀鉛含量高的軸承合金材料通過機械加工方法制成機械零件，以零件的相互接觸表面作為基底金屬，在基底金屬上，清潔、除油、除銹、清洗吹干后，涂鍍ー層エ業純銦材料，通過加熱至175°C 200°C并保溫2 3小時，銦材料擴散進入基底金屬形成新的具有促進形成潤滑油吸附膜的銦復合材料層2 ；冷卻至室溫，進行清潔、清洗，熱風吹干后，在具有銦復合材料層2的機械零件表面加工圓形的表面織構單元3與橢圓形的表面織構單元4，如圖3所示實施例，表面織構形狀的排列分布為靠近機械零件中間為圓形表面織構單元3且分布稀疏，靠近零件兩側依次為每4排橢圓形表面織構單元4、每4排圓形表面織構單元3交替進行，靠近機械零件兩側的表面織構單元分布較密，機械零件表面的表面織構的分布密度0. 15 ;各表面織構單元尺寸最大長度< 400 V- m,最大寬度< 300 u m,最大深度< 40 y m ;橢圓形的表面織構單元4底部呈圓弧形，圓形的表面織構單元3底部呈圓弧形；進行清潔、除油、清洗、吹干后，再鍍上ー層具有促進形成潤滑油吸附膜的Pb-Sn-Cu-In銦材料層1，應注意電鍍エ藝的品質管控，保證銦材料層I與銦復合材料層2成為一體不分離，進行清洗、吹干，形成復合銦層表面織構。復合銦層表面織構由許多表面織構單元組成，各表面織構單元設有兩層結構，一層結構為在機械零件表面形成具有促進形成潤滑油吸附膜的銦復合材料層，一層結構為與銦復合材料層形成一體且具有促進形成潤滑油吸附膜的銦材料層，銦材料層在銦復合材料層上層。復合銦層表面織構的每個織構單元由浸潤性良好的銦材料層和銦復合材料層構成，改進了織構單元的結構和材質；每個表面織構單元的兩層材質的浸潤性不同、物理化 學吸附性能不同，因而在機械零件相對運動過程的表面織構單元形成潤滑油潤滑的熱機耦合、熱流耦合潤滑、減少摩擦磨損的原理不同；銦材料層有良好的耐蝕性和耐磨性還具有很強的自潤滑性，與潤滑油潤滑、織構單元的儲油潤滑一起，形成復合潤滑；銦材料層能吸收部分振動，對存在微動磨損的機械零件具有吸收部分振動、減少摩擦磨損重要應用價值，對存在微動磨損的機械零件接觸表面具有獨特的減少摩擦磨損效果功效持久。
權利要求1.復合銦層表面織構，其特征在于所述的復合銦層表面織構設有兩層結構，一層結構為在機械零件表面形成與具有促進形成潤滑油吸附膜的銦復合材料層，一層結構為與銦復合材料層形成一體且具有促進形成潤滑油吸附膜的銦材料層，銦材料層在銦復合材料層上層。
2.根據權利要求I所述的復合銦層表面織構，其特征在于所述的銦復合材料層是以機械零件的表面為基底金屬，在基底金屬上，將銦材料通過加熱擴散進入基底金屬形成具有促進形成潤滑油吸附膜的銦復合材料層，或通過離子注入基底金屬形成具有促進形成潤滑油吸附膜的銦復合材料層。
3.根據權利要求I所述的復合銦層表面織構，其特征在于所述的復合銦層表面織構的表面織構單元是圓形或橢圓形或其它形狀表面織構單元，各表面織構單元尺寸最大長度< 400 u m,最大寬度< 400 u m,最大深度< 50 u m。
4.根據權利要求I所述的復合銦層表面織構，其特征在于所述的具有促進形成潤滑油吸附膜的銦材料層是Pb-Sn-Cu-In銦材料層。
專利摘要本實用新型公開了復合銦層表面織構,所述的復合銦層表面織構設有兩層結構，一層結構為在機械零件表面形成與具有促進形成潤滑油吸附膜的銦復合材料層，一層結構為與銦復合材料層形成一體且具有促進形成潤滑油吸附膜的銦材料層，銦材料層在銦復合材料層上層。
文檔編號B32B15/04GK202556817SQ201220236540
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月24日 優先權日2012年5月24日
發明者林紹義 申請人:福建船政交通職業學院