壹、技術特點
ART采用發明專利“壹種礦物粉末潤滑組合物”(粒徑不大於10μm)，添加到油品和潤滑脂中使用。不與油品發生化學反應，不改變油品的粘度和性質，使用中無毒副作用，對環境和人體無害。耐磨保護層可以形成在經過ART處理的機械零件的摩擦表面上，以便:
1.改變機械零件摩擦表面和表層的晶格結構，使其更加均勻和能量穩定。
2.顯著改善接觸和摩擦表面的物理化學和機械性能。
3.選擇性地補償磨損表面以優化摩擦副的間隙。
4.減少機械損失。
超細粉末顆粒的鐵譜學(
行業之家|產品庫|供求信息|公司庫|新聞|技術文章|會議展覽|招聘/求職|資訊|技術論壇技術文章的投稿和發表|基礎知識|國外期刊摘要|行業專家|技術標準|技術討論藝術newmaker，金屬磨損自修復材料技術。
金屬磨損自動修復技術是表面工程領域的壹項革命性新技術。該技術的應用不僅可以防止機器零件的磨損，還可以修復機器在長期運行中磨損的表面，從而大大延長設備的使用壽命，降低能耗，這是市場上銷售的各類油品添加劑所無法做到的。這項技術可以應用於機械設備中發生摩擦的任何部位。
壹、技術特點
ART采用發明專利“壹種礦物粉末潤滑組合物”(粒徑不大於10μm)，添加到油品和潤滑脂中使用。不與油品發生化學反應，不改變油品的粘度和性質，使用中無毒副作用，對環境和人體無害。耐磨保護層可以形成在經過ART處理的機械零件的摩擦表面上，以便:
1.改變機械零件摩擦表面和表層的晶格結構，使其更加均勻和能量穩定。
2.顯著改善接觸和摩擦表面的物理化學和機械性能。
3.選擇性地補償磨損表面以優化摩擦副的間隙。
4.減少機械損失。
超細粉末顆粒的鐵譜學(
5.它與原金屬表面形成化學鍵，沒有明顯的界面，不會分層、脫落。
保護層的主要性能參數如下:
摩擦系數μ 0.003-0.007(比油膜潤滑低壹個數量級)
顯微硬度Hv 690 -1100(比基體高1-3倍)
沖擊強度50千克/平方毫米
線膨脹系數13.6-14.2(與鋼相同)
表面粗糙度屬於極光表面類的亮光澤表面。
耐高溫1575-1600oC
耐腐蝕，高濕度，海洋環境，在酸堿介質中無腐蝕。
內燃機缸套金屬陶瓷保護層的光學顯微鏡圖像
FALEX樣品的BX60光學顯微鏡圖像
第二，藝術的功效
隨著保護層厚度的增加，不僅可以補償間隙，還可以在不拆卸的情況下，原位修復各種機器磨損的金屬表面，使零件恢復原來的形狀。還可以加強對新零件表面的預處理，從而顯著降低摩擦振動，降低噪聲，節約能源，最終實現零件摩擦表面幾何形狀的修復和配合間隙的優化。近三年來的國內實踐證明，這項技術的主要效果是:
1.原位修復磨損部件，無需拆卸，恢復原尺寸，延長使用壽命，降低維護成本。
某內燃機務段內燃機車行駛654.38+0.2萬公裏。添加修復材料後，缸套和活塞環恢復到原型尺寸，運行40多萬公裏仍保持零磨損。在兩臺DF11機車試驗中，內燃機車運行30萬公裏後分解。國防科工委國家計量測試單位第壹計量測試研究中心的測試報告得出結論:“...運行30萬公裏後，上述主要摩擦副的實際尺寸仍滿足新產品的要求”。確認柴油機的活塞、活塞環、缸套、軸承和所有摩擦部件零磨損。來自鐵道部運輸局裝備部、清華大學摩擦學國家重點實驗室等相關單位的領導和專家在分解現場壹致認為，ART不僅能改變原有的30萬公裏修制，還能大幅提高機車在線利用率。這項技術的引入將引發摩擦學領域的壹場革命。2002年初，某鐵路局率先在四個分局推廣應用了100機車。截至2003年7月，試驗機車已全部進入第壹中修課目，第壹、九缸已按技術部門要求進行解體檢查，確認柴油機活塞、活塞環、缸套符合中修技術範圍，繼續裝車進行第二中修60萬公裏。其中，8臺DF11型機車已完成第二中修期60萬公裏試驗。
2.ART從根本上改變了傳統的摩擦觀念，超低的摩擦系數大大降低了摩擦功耗，節能效果明顯。以上述北京內燃機車為例，添加修復材料後，節油率達到9%以上。2002年65438+2月65438+9月通過北京市科委組織的科技成果鑒定。2003年6月2日，北京鐵路局科技委員會組織的科技成果評審通過。評審委員會認為:“該項技術的推廣應用，可以促進內燃機車檢修制度的改革，帶來可觀的經濟效益，具有進壹步推廣使用的價值。”
3.在動力機械中使用該技術具有明顯的環保效果。由於密封工作面得到加強，燃燒動力特性得到改善，排氣汙染降低。
能夠顯示抗逆轉錄病毒療法療效的主要性能指標如下:
壓縮壓力增加到標準值；
熱發動機怠速機油壓力增加1.0-1.5kg/cm2；
怠速油耗:節省5-25%甚至更多；
能耗:降低5-30%或更多；
輸出功率增加5-25%或更多；
減少有害氣體壹氧化碳和碳氫化合物的排放量10-50%以上。
4.超硬超光滑的摩擦面，可以讓汽油機車和柴油機車在沒有油潤滑的情況下行駛200公裏以上。
5.在各類軸承上使用該技術，平均軸承遊隙降低0.02mm以上，表面硬度值提高，摩擦振動和噪音明顯降低，軸承使用壽命可延長數倍。國家軸承質量監督檢驗中心對經“金屬磨損自修復材料”表面處理的6205-2RSIXI微型車張緊器軸承進行了壽命試驗。軸承的常規試驗壽命為L10=126h。試驗達到21次壽命時，軸承套圈滾道和滾子表面基本不磨損。
6.表面強化可提高工具、刀具、模具和量具的使用壽命和使用特性，如耐磨性和可靠性。
第三，藝術的工程取向
ART有其獨特的作用原理和材料表面改性功能。其實是壹種獨創的全新的表面強化修復技術，藝術屬於表面工程的範疇。
表面強化與修復技術是利用各種表面工程手段，賦予原有或受損表面新的物理化學狀態，改善表面的力學性能，達到強化或修復摩擦表面的目的。
ART是壹種創新的金屬磨損原位自修復技術。
摩擦是壹個能量損失的過程，而磨損則意味著材料的浪費。在機械設備的設計、操作和維護過程中，如果能充分應用摩擦學知識，可以顯著降低維修成本和零件更換次數，減少設備故障，延長機器壽命，減少摩擦損失。其中，降低維護成本和零件更換次數的好處尤為顯著(高達45%)。
2002年9月18日，國家經貿委、國防科工委、鐵道部、交通部、教育部、國家環保總局等有關部門在哈爾濱主持召開了“金屬磨損自修復材料”產品鑒定會。由許、鐘群鵬、丁傳賢、張福澤等17名專家組成的鑒定委員會壹致同意該項目通過鑒定:
“金屬磨損自修復材料是具有自主知識產權的高科技產品，具有世界先進水平”。
“研制成功的金屬磨損自修復材料具有廣闊的應用前景，可推動我國表面工程和摩擦學領域的應用基礎研究，同時促進我國傳統產業升級改造，對我國國民經濟發展將產生重大影響。”鑒定會後，國家經貿委將該項目納入2002-2016年國家科技創新計劃。
金屬磨損原位自修復技術是壹項世界領先的高新技術，對實現人類可持續發展的兩大戰略目標即節能和環保具有重要意義。隨著這項技術的推廣應用，必將在我國產生巨大的經濟效益和社會效益。
中國成功開發了世界先進的金屬磨損自修復材料。
中國建材網[2002-12-26]
哈爾濱最近出了壹種新材料，加入極少量的載體潤滑油，就能迅速到達金屬的摩擦面，自動修復磨損部位，讓車、船的內燃機終身大修。
由國家經貿委、交通部、鐵道部等部門聯合組織的專家鑒定認為，金屬磨損自修復材料能在金屬的摩擦表面形成壹層光潔度高、硬度高的金屬陶瓷層，使磨損的金屬零件在機械設備正常運行中自動修復，恢復到原型尺寸，達到了國際先進水平。
國際著名摩擦學專家、清華大學摩擦學國家重點實驗室教授金說，這是我國摩擦學領域在減磨機理研究和產品開發方面的重大突破，是機械設備維修技術的壹次革命。
金屬磨損自修復材料專利發明人、中國科聯經濟發展研究中心研究員董說，金屬磨損自修復材料是在吸收國內外金屬摩擦先進技術的基礎上，結合我國礦石的種類和品位，創新研制成功的，可廣泛應用於機電制造、冶金、石油、化工、鐵路、航空航天、精密零部件加工等領域。
北京鐵路分局某列車內燃機大修後運行1.2萬公裏磨損。應用這種新材料後，經清華大學摩擦學國家重點實驗室確認，內燃機持續運轉30萬公裏，原有磨損消失，恢復到原型尺寸。新大修的機車直接用這種新材料行駛50萬公裏，依然完好如新。
專家測試表明，這種材料可以在保持最佳尺寸精度的同時，將軸承的額定使用壽命提高265，438+0倍以上。刀具的使用壽命提高5倍以上；特殊鋼的使用壽命提高了1倍以上。
目前，哈爾濱聖龍新材料科技有限公司在哈爾濱建成了首條金屬磨損自修復材料生產線。
據專家介紹，磨損、腐蝕和疲勞是機械材料失效的主要形式，僅各種機械設備壽命短、能耗高造成的經濟損失在我國就高達數千億元。金屬磨損自修復材料的出現，可以使各種機械設備無需拆卸即可維護，大大延長其使用壽命，對我國走出壹條科技含量高、資源消耗低、經濟效益好的新型工業化道路具有重要意義。
世界頂尖技術，全新摩擦概念
作者:泰坦日期:2007年2月27日13: 29: 00
壹種具有自主知識產權的“金屬磨損自修復材料”已在我國各類工程機械設備上廣泛應用兩年多，取得了滿意的效果。這種添加到潤滑油中的微量粉末材料，可以在鐵基金屬摩擦表面形成壹層耐磨減摩性能優異的金屬陶瓷層，大大提高了摩擦表面的顯微硬度和平滑度，無油潤滑條件下的幹摩擦系數比油膜潤滑條件下低壹個數量級。同時，使用方法特別簡單，可以完成機械運轉過程中磨損部件的自我修復，恢復到原型尺寸，從而大大延長工程機械的使用壽命，降低摩擦阻力和能耗。
1，表面工程領域的革命性技術
金屬磨損自動修復技術是表面工程領域的壹項革命性新技術。該技術的應用不僅可以防止零件的磨損，還可以修復機器在長期運行中磨損的表面，從而大大延長機器設備的使用壽命，降低能耗，這是現有的表面處理和表面保護方法以及市場上銷售的各類油品添加劑所不能達到的。
該技術可應用於任何壹種有機械摩擦的機械設備，開創了我國金屬磨損自修復技術的先河。經清華大學摩擦學國家重點實驗室、國家軸承質量監督檢驗中心等多家科研檢測機構檢測，2002年9月18日，國家經貿委會同國防科工委、鐵道部、交通部、教育部、國家環保總局等有關部門在哈爾濱主持召開了“金屬磨損自修復材料鑒定會”。由中國工程院許、鐘群鵬、丁傳賢、張福澤等17名專家組成的鑒定委員會，壹致通過具有自主知識產權的“金屬磨損自修復材料”產品鑒定。2002年6月5438+2月65438+2月7日，北京市科委通過了“金屬磨損自修復材料在內燃機車柴油機上的應用研究”科技成果鑒定。2003年6月2日，北京鐵路局科委通過了“金屬磨損自修復材料應用試驗”技術成果的評審，明確提出進壹步全面推廣應用。
2.工程機械減摩技術的成就——“金屬磨損自修復材料”
“金屬磨損自修復材料”是壹種由羥基矽酸鎂和其他復雜成分組成的超細顆粒材料。在設備運行狀態下，潤滑油(或潤滑脂)作為載體將超細顆粒輸送到設備的摩擦工作面。對於磨損部位，在摩擦切削力和顆粒磨削剪切力引起的微局部高溫(閃溫)作用下，顆粒材料與摩擦表面的鐵基金屬發生熱化學和機械化學置換反應，形成高光滑度的鐵基矽酸鹽金屬陶瓷層。摩擦產生的熱能使金屬陶瓷層不斷生長，直到回到最佳配合間隙。此時該部位摩擦振動和磨削產生的熱能大大降低，化學反應停止，完成了顆粒材料對磨損部位的修復過程。
“金屬磨損自修復材料”不是通常的潤滑油添加劑。它不同於目前市場上銷售的各種金屬抗磨劑。它不通過成膜技術或微滲技術形成保護層，也不生成滾珠減摩層。而是在摩擦能轉化為熱能的部位直接生成減摩性能優異、顯微硬度極高的金屬陶瓷層。適用於各種鐵基金屬摩擦副，也適用於鐵基、銅、鋁合金摩擦副。它是金屬磨損領域壹項革命性的表面工程新技術。這項技術在世界上處於領先地位。
這種國內首個金屬磨損自修復材料由哈爾濱聖龍新材料科技有限公司研發成功..公司擁有中國第壹條藝術產品自動化生產線，並已獲得壹項國家發明專利，國家知識產權局已受理六項相關發明專利申請。
3.藝術的廣泛應用將帶來巨大的經濟效益和社會效益。
世界上1/3到1/2的能量輸出都被摩擦消耗掉了。人類減少資源和能源消耗的生產活動中，約70%集中在節約能源和提高設備運行的可靠性上。
磨損、腐蝕和疲勞是材料失效的三種主要形式。磨損造成的經濟損失是非常巨大的。在美國，每年因摩擦磨損造成的經濟損失超過2000億美元。據我國冶金礦山、農機、煤炭、電力、建材不完全統計，每年因摩擦磨損造成的物質損失和能源浪費高達6543.8+0億元。據其他部門統計，我國每年因摩擦造成的損失達數千億元。與發達國家相比，我國同樣的工業產值能耗高，機器設備使用壽命短，導致我國資源浪費極大。因此，節能降耗壹直是中國工業發展的目標。
以軸承行業為例，由於我國軸承的使用壽命等性能指標不能滿足使用要求，每年需要從國外進口大量軸承。1999進口軸承約6.4億套，價值3.46億美元；2000年進口軸承約9.2億套，價值4.45億美元。2001年進口軸承約7 . 25億套，價值4 . 89億美元。這些軸承主要用於紡織機械、機床、采礦和石油機械、家用電器和汽車。雖然我國生產的軸承精度可以達到國際同類產品的水平，但由於鋼材質量和熱處理技術的影響，軸承的使用壽命仍然達不到進口軸承的水平。
經國家軸承質量監督檢驗中心檢測，經“金屬磨損自修復材料”處理的6206-2RSIXI軸承在試驗壽命達到21次時仍能保持其初始轉動精度和試驗前遊隙，滾道和滾子表面基本無磨損。實驗結果表明，使用“金屬磨損自修復材料”不僅能大大提高軸承的壽命，而且能保持其轉動精度不變或使其恢復。因此，可以顯著提高機械設備的利用率。該項目的應用不僅將大大減少我國軸承的進口，節省外匯開支，而且將使我國成為軸承出口大國。對於我國軸承行業來說，這是壹項重大的技術進步，具有巨大的經濟效益，可以全面提高家用電器、汽車、紡織機械、石化機械、礦山機械、機床等產品的質量。
以運輸行業為例，DF-11內燃機車的潤滑油在北京鐵路分局內燃機車使用後，添加了約占潤滑油二十萬份的“金屬磨損自修復材料”。經過27臺內燃機車運行30萬公裏後的分解試驗，氣缸、活塞、活塞環等易磨損零件的尺寸仍符合新產品的公差要求，被稱為“金屬磨損自修復材料”為此，北京內燃機車段決定取消參試機車的30萬公裏中修課程，待繼續運行至60萬公裏時再進行試驗。三臺內燃機車初試後，油耗率均在4%以上，最高為9.6%。目前，使用“金屬磨耗自修復材料”的鐵路內燃機車103臺在北京鐵路局幹線上正常運行。
“金屬磨損自修復材料”已在北京市公共交通公司第七分公司運營的17公交車上試用，發動機技術狀況得到明顯改善。1發動機12000公裏抽檢後，缸筒中部圓度偏差值得到了不同程度的恢復，降低了50%以上。各缸壓力普遍上漲，平均漲幅20%。試驗柴油機的竄氣和冒煙現象消失。柴油車平均百公裏油耗下降7%，汽油車下降4%，發動機故障率下降，完好率上升。
中國是石油進口大國。汽車、輪船和鐵路內燃機車都是以燃料為能源的。中國的柴油機車每年消耗超過500萬噸的燃料。如果使用“金屬磨損自修復材料”後，機車油耗降低4%，每年可節約燃油20萬噸。內燃機中修裏程由30萬公裏延長到50-60萬公裏，每年還可以節省大量備件、小修和中修，提高機車在線利用率(修復率降低1%，相當於全國每天150臺內燃機車的運能)。如果將應用範圍進壹步擴展到車軸、壓縮機、軌道等易磨損系統，由此產生的綜合。
僅中國就有18萬輛汽車和數百萬艘內燃機驅動的船只。使用“金屬磨損自修復材料”的綜合經濟效益可達數百億元，如降低能耗、延長摩擦磨損件壽命、提高開工率等。
此外，我國在紡織機械、石化機械、礦山機械、冶金機械等領域也存在瓶頸。中國家電中的冰箱、洗衣機、空調、微波爐、電風扇、自行車、縫紉機的壽命取決於其軸承的耐磨性和靜音性能。使用“金屬磨損自修復材料”後有望解決上述問題。
“金屬磨損自修復材料”的廣泛應用將提高我國工業產品的競爭力，促進相關產業的發展，對國民經濟的發展產生重大影響。同時也將推動我國摩擦學領域減摩機理的研究和減摩產品的研發，對我國走出壹條科技含量高、資源消耗低、經濟效益好的新型工業化道路，實現人類可持續發展的兩大戰略目標，即節能和環保具有重要意義。