專利名稱：銦復(fù)合表面織構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及銦復(fù)合表面織構(gòu)。
背景技術(shù)：
摩擦磨損是機(jī)械和汽車(chē)等產(chǎn)品失效的主要原因之一，大約80%的機(jī)械零部件失效是由于各種形式的磨損引起的，由于機(jī)械零部件失效帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到幾十億元。表面織構(gòu)，是指在相互連接接觸機(jī)械零件的摩擦副表面通過(guò)一定的加工技術(shù)加エ出具有一定尺寸和排列的凹坑、凹痕等微織構(gòu)圖案點(diǎn)陣。本發(fā)明者經(jīng)過(guò)多年來(lái)的深入研究，發(fā)現(xiàn)機(jī)械零件表面發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，尤其 在存在微動(dòng)磨損的機(jī)械零件接觸表面，銦復(fù)合表面織構(gòu)所起的儲(chǔ)油、物理化學(xué)吸附性能與能夠及時(shí)使摩擦副表面形成潤(rùn)滑油膜、形成動(dòng)壓潤(rùn)滑的作用機(jī)理、對(duì)改善其接觸表面的表面摩擦因數(shù)和摩擦力作用機(jī)理，與大都數(shù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者已見(jiàn)報(bào)導(dǎo)表面織構(gòu)的性能有很大不同。因此，研究銦復(fù)合表面織構(gòu)具有重要的應(yīng)用價(jià)值和實(shí)用意義。文獻(xiàn)檢索和專利檢索結(jié)果，目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有銦復(fù)合表面織構(gòu)的相關(guān)專利文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種銦復(fù)合表面織構(gòu)，本發(fā)明的任務(wù)是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的銦復(fù)合表面織構(gòu)是在機(jī)械零件的表面設(shè)有一能促進(jìn)形成潤(rùn)滑油吸附膜的銦材料層，所述的銦材料層與機(jī)械零件表面材料層形成一體，組成銦復(fù)合材料層，然后，在具有銦復(fù)合材料層的機(jī)械零件的表面加工表面織構(gòu)，表面織構(gòu)由許多表面織構(gòu)單元組成，表面織構(gòu)單元的凹坑或凹痕的上部壁體為銦材料層，表面織構(gòu)單元的凹坑或凹痕的其余部分為機(jī)械零件表面材料層，形成銦復(fù)合表面織構(gòu)。所述的銦材料層與機(jī)械零件表面材料層之間可設(shè)有過(guò)渡材料層。所述的銦復(fù)合表面織構(gòu)的表面織構(gòu)單元是圓形或橢圓形或其它形狀表面織構(gòu)單
J Li o所述的銦復(fù)合表面織構(gòu)的間距大小和分布密度根據(jù)機(jī)械零件受到作用カ大小及運(yùn)動(dòng)速度快慢進(jìn)行設(shè)計(jì)；銦復(fù)合表面織構(gòu)組成的各表面織構(gòu)單元尺寸最大長(zhǎng)度^ 400 u m,最大寬度< 400 u m,最大深度< 50 u m。銦材料有很多種，本發(fā)明所述的銦材料層必須具有促進(jìn)形成潤(rùn)滑油吸附膜、井能與機(jī)械零件表面材料層形成一體不分離的特性。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的銦復(fù)合表面織構(gòu)的相關(guān)技術(shù)有重大改進(jìn)①結(jié)構(gòu)和材質(zhì)兩個(gè)方面重大改進(jìn)在零件表面增設(shè)ー種與所選用的潤(rùn)滑油(如N15，N22, N150, N220等常用エ業(yè)用潤(rùn)滑油，15W/40等常用汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油)具有促進(jìn)形成潤(rùn)滑油吸附膜的、并與機(jī)械零件表面材料層形成一體且不分離的銦材料層，形成銦復(fù)合材料層，每個(gè)織構(gòu)單元的兩層材料的浸潤(rùn)性、物理吸附和化學(xué)吸附性能不同，織構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)兩方面都已發(fā)生重大改進(jìn)形成油膜潤(rùn)滑原理重大改進(jìn)銦復(fù)合表面織構(gòu)的表面織構(gòu)單元(微小的凹坑)具有儲(chǔ)油的性能，當(dāng)表面織構(gòu)單元充滿潤(rùn)滑油，每個(gè)表面織構(gòu)單元的銦材料與零件的表面材料層的浸潤(rùn)速度等浸潤(rùn)性能不同、形成潤(rùn)滑油吸附膜的性能不同，因而在機(jī)械零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，銦材料與機(jī)械零件表面材料層配合作用，并互相激蕩，作用增強(qiáng)，促進(jìn)及時(shí)形成潤(rùn)滑油膜，增強(qiáng)潤(rùn)滑作用；當(dāng)銦復(fù)合表面織構(gòu)的表面織構(gòu)單元部分充滿潤(rùn)滑油(潤(rùn)滑油未充滿)，由于表面織構(gòu)單元的深度< 50 ym，兩層材質(zhì)對(duì)潤(rùn)滑油的表面張カ不同、物理吸附和化學(xué)吸附性能不同，配合作用，促進(jìn)及時(shí)形成潤(rùn)滑油膜，明顯提升了潤(rùn)滑性能，與普通表面織構(gòu)的工作原理有實(shí)質(zhì)性不同；機(jī)械零件表面發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)和摩擦發(fā)熱時(shí)，銦復(fù)合表面織構(gòu)由于銦材料浸潤(rùn)性能的特殊性，其及時(shí)提供潤(rùn)滑與及時(shí)補(bǔ)充儲(chǔ)油過(guò)程的熱機(jī)耦合、熱流耦合潤(rùn)滑、促進(jìn)形成潤(rùn)滑油膜，減少摩擦磨損原理與普通表面織構(gòu)的工作原理有實(shí)質(zhì)性不同形成動(dòng)壓潤(rùn)滑的重大改進(jìn)表面織構(gòu)單元的表面銦材料層的浸潤(rùn)性好，物理吸附和化學(xué)吸附性能好，與零件表面的材料層的浸潤(rùn)性能配合作用，且兩層材質(zhì)對(duì)潤(rùn)滑油的表面張カ不同、物理吸附和化學(xué)吸附性能不同，配合作用，促進(jìn)形成動(dòng)壓潤(rùn)滑，避免機(jī)械零件的直接接觸從而降低磨損；與普通表面織構(gòu)的工作原理有實(shí)質(zhì)性不同復(fù)合的潤(rùn)滑形式在機(jī)械零件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，銦材料層具有自潤(rùn)滑性能，與潤(rùn)滑油潤(rùn)滑、織構(gòu)單元的儲(chǔ)油和潤(rùn)滑一起形成復(fù)合的潤(rùn)滑形式，提升了潤(rùn)滑性能；結(jié)合表面織構(gòu)單元的形狀、大小、深度、表面織構(gòu)單元的間距和分布密度尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，具有明顯改善機(jī)械零件接觸表面的摩擦副的摩擦學(xué)性能，從而有效減少摩擦副的摩擦磨損吸振減摩銦材料層能吸收部分振動(dòng)，對(duì)存在微動(dòng)磨損的機(jī)械零件具有的吸收部分振動(dòng)、減少因存在潤(rùn)滑不充分的摩擦磨損有重要應(yīng)用價(jià)值，銦復(fù)合表面織構(gòu)對(duì)存在微動(dòng)磨損的機(jī)械零件接觸表面具有獨(dú)特的減少摩擦磨損效果功效持久，因此，本發(fā)明的銦復(fù)合表面織構(gòu)具有重要的應(yīng)用價(jià)值和實(shí)用意義。本發(fā)明的有益效果是，能長(zhǎng)期有效減少機(jī)械零件接觸表面的摩擦磨損，尤其是減少微動(dòng)磨損效果且功效持久，使用方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)単，適用性強(qiáng)，且應(yīng)用成本適宜，適合批量生產(chǎn)的特點(diǎn)。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例I的銦復(fù)合表面織構(gòu)的織構(gòu)單元的放大局部剖視圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例I的圓形的銦復(fù)合表面織構(gòu)單元的形狀結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的銦復(fù)合表面織構(gòu)的織構(gòu)單元的放大局部剖視圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例2的的銦復(fù)合表面織構(gòu)單元的形狀結(jié)構(gòu)示意圖。圖中數(shù)字表示
I-銦材料層，2—機(jī)械零件表面材料層，3—圓形的表面織構(gòu)單元，
4ー過(guò)渡材料層，5—橢圓形的表面織構(gòu)單元。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步說(shuō)明。實(shí)施例I
圖I為本發(fā)明實(shí)施例I的銦復(fù)合表面織構(gòu)的織構(gòu)單元的放大局部剖視圖，圖2為本發(fā)明實(shí)施例I的圓形的銦復(fù)合表面織構(gòu)單元的形狀結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的銦復(fù)合表面織構(gòu)特征在于用錫基軸承合金材料經(jīng)過(guò)熱處理，通過(guò)機(jī)械加工方法制成機(jī)械零件，在零件的相互接觸表面進(jìn)行清潔、除油、除銹、清洗、吹干后，應(yīng)用電鍍エ藝方法，鍍ー層具有促進(jìn)形成潤(rùn)滑油吸附膜的銦材料層1，本實(shí)施例的具有促進(jìn)形成潤(rùn)滑油吸附膜的銦材料層I為Pb-Sn-Cu-In銦材料層，加強(qiáng)電鍍的品質(zhì)管理，保證鍍層厚度和鍍層品質(zhì)，銦材料層I與機(jī)械零件表面材料層2成為一體且不分離，形成銦復(fù)合材料層；然后，在具有銦復(fù)合材料層的機(jī)械零件的表面加工表面織構(gòu)，表面織構(gòu)由眾多圓形的表面織構(gòu)3單元組成，圓形的表面織構(gòu)單元3的最大直徑< 350 u m,最大深度< 40 y m,各圓形的表面織構(gòu)單元3的底部呈圓弧形或近似圓弧形，如圖I所示實(shí)施例；每列的圓形表面織構(gòu)單元3分布為靠近機(jī)械零件中間的表面織構(gòu)單元分布稀疏、靠近機(jī)械零件兩側(cè)邊的表面織構(gòu)單元分布較密，圓形的表面織構(gòu)單元3呈現(xiàn)以列為單位 陣列分布，機(jī)械零件表面的表面織構(gòu)的分布密度0. 15 ;然后進(jìn)行清洗、風(fēng)吹干。每個(gè)織構(gòu)單元由促進(jìn)形成潤(rùn)滑油吸附膜銦材料層(Pb-Sn-Cu-In銦材料層)和表面材料層構(gòu)成，就形成銦復(fù)合表面織構(gòu)。表面織構(gòu)單元的凹坑或凹痕的上部壁體為銦材料層，表面織構(gòu)單元的凹坑或凹痕的其余部分為機(jī)械零件表面材料層。銦復(fù)合表面織構(gòu)的每個(gè)圓形的表面織構(gòu)單元由促進(jìn)形成潤(rùn)滑油吸附膜的銦材料層和表面材料層構(gòu)成，改進(jìn)了織構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)；銦材料層具有自潤(rùn)滑性能，與潤(rùn)滑油潤(rùn)滑、織構(gòu)單元的儲(chǔ)油和潤(rùn)滑一起形成復(fù)合的潤(rùn)滑形式，提升了潤(rùn)滑性能；銦材料層與零件表面材料層配合作用，極大提升了本零件應(yīng)用于微動(dòng)摩擦磨損領(lǐng)域形成良好潤(rùn)滑；材質(zhì)較軟且耐磨的銦材料層能吸收部分振動(dòng)；銦復(fù)合表面織構(gòu)改善其接觸表面的表面摩擦因數(shù)，實(shí)現(xiàn)良好的減少摩擦磨損效果，尤其是減少微動(dòng)磨損效果且功效持久。實(shí)施例2
圖3為本實(shí)施例2的銦復(fù)合表面織構(gòu)的織構(gòu)單元的放大局部剖視圖，圖4為實(shí)施例2的銦復(fù)合表面織構(gòu)單元的形狀結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的銦復(fù)合表面織構(gòu)特征在于是用AlSn40材料經(jīng)過(guò)熱處理增加強(qiáng)度，通過(guò)機(jī)械加工方法制成機(jī)械零件，在零件的相互接觸表面進(jìn)行清潔、除油、除銹、清洗、風(fēng)吹干后，應(yīng)用電鍍エ藝方法，鍍上ー層銅鎳合金材料層作為過(guò)渡材料層4 ;清洗、風(fēng)吹干后，再應(yīng)用電鍍エ藝鍍上ー層具有促進(jìn)形成潤(rùn)滑油吸附膜的Pb-Sn-Cu-In銦材料層1，加強(qiáng)電鍍エ藝和品質(zhì)管理，銦材料層I與過(guò)渡材料層4成為一體不脫落，形成復(fù)合材料層，銦材料層與機(jī)械零件表面材料層之間過(guò)渡材料層為銅鎳合金的過(guò)渡材料層；銅鎳合金的過(guò)渡材料層4起到阻止銦材料層I因零件摩擦發(fā)熱而擴(kuò)散到機(jī)械零件表面材料層2的作用；清洗、風(fēng)吹干后，然后，在具有銦復(fù)合材料層的機(jī)械零件的表面加工表面織構(gòu)，表面織構(gòu)由眾多圓形的表面織構(gòu)單元3與橢圓形的表面織構(gòu)單元5組成，如圖4所示實(shí)施例，其排列分布為靠近機(jī)械零件中間為圓形的表面織構(gòu)單元3且分布稀疏，靠近零件兩側(cè)依次為每4排橢圓形表面織構(gòu)單元5、每4排圓形的表面織構(gòu)單元3交替進(jìn)行，靠近機(jī)械零件兩側(cè)的表面織構(gòu)單元分布較密，表面織構(gòu)的分布密度0. 12。各表面織構(gòu)單元尺寸為最大長(zhǎng)度< 400iim、最大寬度< 30011111、最大深度< 40 ym;每個(gè)織構(gòu)單元由促進(jìn)形成潤(rùn)滑油吸附膜的銦材料層、過(guò)渡材料層和表面材料層構(gòu)成。銦復(fù)合表面織構(gòu)的表面織構(gòu)橢圓形的表面織構(gòu)單元5的底部呈圓弧形，圓形的表面織構(gòu)單元3的底部呈圓弧形，如圖3所示，形成銦復(fù)合表面織構(gòu)。表面織構(gòu)單元的凹坑或凹痕的上部壁體為銦材料層，表面織構(gòu)單元的凹坑或凹痕的其余部分為機(jī)械零件表面材料層。銦復(fù)合表面織構(gòu)的每個(gè)織構(gòu)單元由促進(jìn)形成潤(rùn)滑油吸附膜的銦材料層和其它材料層構(gòu)成，改進(jìn)了織構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)；每個(gè)表面織構(gòu)單元的兩層材質(zhì)的浸潤(rùn)速度、物理化學(xué)吸附等性能不同，因而在機(jī)械零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的表面織構(gòu)單元形成潤(rùn)滑油膜、形成動(dòng)壓潤(rùn)滑的熱機(jī)耦合、熱流耦合潤(rùn)滑、減少摩擦磨損的原理不同；銦材料有良好的耐蝕性和耐磨性還具有很強(qiáng)的自潤(rùn)滑性能，與潤(rùn)滑油潤(rùn)滑、織構(gòu)單元的儲(chǔ)油潤(rùn)滑一起，形成復(fù)合潤(rùn)滑；銦材料層能吸收部分振動(dòng)，對(duì)存在微動(dòng)磨損的機(jī)械零件具有的吸收部分振動(dòng)、減少摩擦磨 損重要應(yīng)用價(jià)值，對(duì)存在微動(dòng)磨損的機(jī)械零件接觸表面具有獨(dú)特的減少摩擦磨損效果功效持久。
權(quán)利要求
1.銦復(fù)合表面織構(gòu)，其特征在于所述的銦復(fù)合表面織構(gòu)是在機(jī)械零件的表面設(shè)有一能促進(jìn)形成潤(rùn)滑油吸附膜的銦材料層，所述的銦材料層與機(jī)械零件表面材料層形成一體，組成銦復(fù)合材料層，然后，在具有銦復(fù)合材料層的機(jī)械零件的表面加工表面織構(gòu)，表面織構(gòu)由許多表面織構(gòu)單元組成，表面織構(gòu)單元的凹坑或凹痕的上部壁體為銦材料層，表面織構(gòu)單元的凹坑或凹痕的其余部分為機(jī)械零件表面材料層，形成銦復(fù)合表面織構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銦復(fù)合表面織構(gòu)，其特征在于所述的銦材料層與機(jī)械零件表面材料層之間設(shè)有過(guò)渡材料層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銦復(fù)合表面織構(gòu)，其特征在于所述的銦復(fù)合表面織構(gòu)的表面織構(gòu)單元是圓形或橢圓形或其它形狀表面織構(gòu)單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銦復(fù)合表面織構(gòu)，其特征在于所述的銦復(fù)合表面織構(gòu)組成的各表面織構(gòu)單元尺寸為最大長(zhǎng)度< 400 u m,最大寬度< 400 u m,最大深度< 50 u m。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銦復(fù)合表面織構(gòu)，其特征在于所述的銦復(fù)合表面織構(gòu)是用錫基軸承合金材料經(jīng)過(guò)熱處理，通過(guò)機(jī)械加工方法制成機(jī)械零件，在零件的相互接觸表面進(jìn)行清潔、除油、除銹、清洗、風(fēng)吹干后，應(yīng)用電鍍工藝方法，鍍上一層銅鎳合金材料層作為過(guò)渡材料層；清洗、風(fēng)吹干后，再應(yīng)用電鍍工藝鍍上一層促進(jìn)形成潤(rùn)滑油吸附膜的Pb-Sn-Cu-In銦材料層，然后，在具有銦復(fù)合材料層的機(jī)械零件的表面加工表面織構(gòu)，表面織構(gòu)由眾多圓形的表面織構(gòu)單元組成，圓形的表面織構(gòu)單元的最大直徑< 350 y m，最大深度< 40 ym，各圓形的表面織構(gòu)單元的底部呈圓弧形或近似圓弧形，然后進(jìn)行清洗、風(fēng)吹干，就形成銦復(fù)合表面織構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銦復(fù)合表面織構(gòu)，其特征在于所述的銦復(fù)合表面織構(gòu)是用AlSn40材料經(jīng)過(guò)熱處理，通過(guò)機(jī)械加工方法制成機(jī)械零件，在零件的相互接觸表面進(jìn)行清潔、除油、除銹、清洗、風(fēng)吹干后，鍍上一層銅鎳合金材料層作為過(guò)渡材料層；清洗、風(fēng)吹干后，鍍上一層促進(jìn)形成潤(rùn)滑油吸附膜的Pb-Sn-Cu-In銦材料層，銦材料層與過(guò)渡材料層成為一體不脫落，形成復(fù)合材料層，銦材料層與機(jī)械零件表面材料層之間過(guò)渡材料層為銅鎳合金的過(guò)渡材料層；清洗、風(fēng)吹干后，然后，在具有銦復(fù)合材料層的機(jī)械零件的表面加工表面織構(gòu)，表面織構(gòu)由眾多圓形的表面織構(gòu)單元與橢圓形的表面織構(gòu)單元組成，各表面織構(gòu)單元尺寸為最大長(zhǎng)度< 400 u m、最大寬度< 300 u m、最大深度< 40 y m ;每個(gè)織構(gòu)單元由促進(jìn)形成潤(rùn)滑油吸附膜的銦材料層、過(guò)渡材料層和表面材料層構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的銦復(fù)合表面織構(gòu)，其特征在于所述的橢圓形的表面織構(gòu)單元的底部呈圓弧形，圓形的表面織構(gòu)單元的底部呈圓弧形。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了銦復(fù)合表面織構(gòu),所述的銦復(fù)合表面織構(gòu)是在機(jī)械零件的表面設(shè)有一能促進(jìn)形成潤(rùn)滑油吸附膜的銦材料層，所述的銦材料層與機(jī)械零件表面材料層形成一體，組成銦復(fù)合材料層，然后,在具有銦復(fù)合材料層的機(jī)械零件的表面加工表面織構(gòu)，表面織構(gòu)由許多表面織構(gòu)單元組成，表面織構(gòu)單元的凹坑或凹痕的上部壁體為銦材料層，表面織構(gòu)單元的凹坑或凹痕的其余部分為機(jī)械零件表面材料層，形成銦復(fù)合表面織構(gòu)。
文檔編號(hào)B32B15/01GK102700182SQ2012101637
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者林紹義 申請(qǐng)人:福建船政交通職業(yè)學(xué)院