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水环境机械摩擦副零部件工作面固体润滑涂层产业化项目
一、基本信息
标题 水环境机械摩擦副零部件工作面固体润滑涂层产业化项目 单位 中科院
电话 包头市科技局科技合作处5618486 行业类别 其他
二、内容信息

一、项目背景

水资源的利用与开发对水环境中的机械装置提出了越来越多的使用需求和品质要求。 然而, 较低的粘度使水介质的润滑性能非常差, 多数水环境摩擦副零部件在启动/停止过程中或瞬时过载情况下不可避免地出现固-固接触,甚至是干摩擦,导致应用于水环境工况的轴承、齿轮、活塞、滑片、密封环、运动销等摩擦副工作面之间的摩擦力将急剧升高, 伴随而来的材料磨损也将非常严重, 摩擦磨损问题成为制约整个水环境机械零部件长寿命稳定运转的瓶颈。 在油润滑技术受到严格限制情况下, 研究开发在水介质中具有良好减摩耐磨特性的固体润滑涂层成为解决这一瓶颈问题最为有效可行的技术途径。

本团队经多年技术积累, 成功开发出适用于水环境机械零部件表面减摩抗磨防护的nc-GLC固体润滑涂层材料。该nc-GLC涂层为纳米晶镶嵌非晶类石墨结构,其非晶基质中的纳米石墨/类石墨结构赋予了涂层水环境良好的自润滑低摩擦特性, 而其非晶基质及纳米晶金刚石结构的强化效应可使涂层兼具高硬度低磨损特性。 n c- GLC涂层不仅可有效解决水环境机械摩擦副不稳定运转(启动/停止、瞬时过载等)时的摩擦磨损问题,还可用于开发节能、环保、易于维护的水润滑机械装置,使以水代油技术在润滑、制冷、传动等众多领域成为可能。

二、技术简介





指标

优势

厚度30-50μ m

致密度高、 无气孔缺陷;

硬度1 500-2500HV

硬度高于不锈钢的24倍,

干摩擦系数0.10.5

高于硬质合金1 01 00%

水环境摩擦系数0.080. 3

摩擦系数低于不锈钢2090%

干摩擦磨损率约

低于硬质合金1 050%

5×10-16m3N-1m-1

磨损率低于不锈钢7595%

水环境磨损率约

低于硬质合金1 030%

1×10-16m3N-1m-1





基材最高加热温度300500℃;

镀膜温度低于钢材热处理温度, 避免受热变形;

单炉装载量以50×80球体为例约

表面性能好,无需后续研磨加工,提高生产效率;

100300件;

镀膜过程污染物零排放, 不受环保政策限制;

单炉生产周期约51 0h

镀膜过程噪音小, 操作环境对人体友好。

采用自来水冷却,

镀膜过程环境污染物排放为零。

 

低摩擦特性可用于降低噪音和振动,提高机械系统稳定性;低磨损特性可用于延长零部件使用寿命,提高产品市场竞争力;综合低摩擦地磨损特性还可应用于以水代油高新技术领域,使传统必须使用油基介质才能达到有效润滑的机械系统采用廉价环保的自然水即可正常工作。

三、市场简介

用于机械零部件表面强化的涂层技术, 已被广泛应用于诸多领域。 诸如自润滑聚合物涂层、 氮化物陶瓷涂层、 碳化物陶瓷涂层以及硬质金属复合涂层等在潮湿或水环境中虽也已有应用。但多数涂层在水环境中的减摩和抗磨性能并不能充分兼顾, nc-G LC涂层则是专门针对水环境机械零部件设计开发的兼具超低摩擦与磨损的固体润滑涂层, 可充分替代常规涂层在水环境机械零部件表面的减摩抗磨应用。

英国、 美国、 日本等工业发达国家正在研发并推出同类涂层, 国内市场

该类涂层的加工服务还不多见,辅以足够营销推广,可覆盖应用于水环境工况摩擦件的整个国内市场, 其中单机械密封环一项产品, 中国市场年销量就在1亿件以上, 项目极具发展潜力。

N c-G LC涂层主要采用真空物理气相沉积技术获得, 制备设备即可进口

又可国产, 根据设备进口或国产情况以及真空腔室大小的不同, 包括前处理、涂层制备、后处理、包装全部工序一条生产线的投入约在500-1000万间。按照现在镀膜行业效益2-3万元/炉的普通水平,一天做4炉, 一年按200个工作日计算, 如任务饱满, 一年内即可收回投资成本并产生经济效益。

制备设备主要由机械系统、真空系统、 电源系统和控制系统等部分组成,进口设备和国产设备各有优劣:进口设备稳定性较强,但成本较高;国产设备稳定性稍有不足, 但成本较低。 本团队既购置有进口设备又搭建有国产制备平台, 前期研发及小批量初试证明本团队已掌握较为熟练的制备技术, 可根据投资方需要筹建进口设备生产线也可负责指导搭建国产设备生产线。物理气相沉积技术绿色环保, 故项目对投资环境要求比较简单,也不会受政府环保限制, 1 00平米普通厂房即可搭建一条生产线。

四、知识产权

1、专利号: CN201310645609.X   碳基减摩耐磨涂层及其制备方法

2、专利号: ZL201320791822.7     碳基减摩耐磨涂层及工件

五、合作方式

股权投资、风险投资、技术转让、许可使用、合作开发、合作兴办新企业等。


三、附件下载

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