鑫霸金属陶瓷自修复机理

鑫霸金属陶瓷自修复机理

一、鑫霸金属陶瓷的定义：

鑫霸陶瓷复合材料，在摩擦能的作用下，在金属摩擦副表面生成陶瓷相，我们称之为鑫霸金属陶瓷。该金属陶瓷具有陶瓷的硬度、强度、耐磨性、耐高温性、耐腐蚀性又具有金属的韧性和相同的热膨胀系数。

二、鑫霸金属陶瓷自修复机理

1、表面渗透

“鑫霸”金属陶瓷修复材料，是用含Si、Al、C、等多元素的复合陶瓷材料，以极细微的纳米、微米的颗粒物和多种辅料复合而成的液体，按一定比例，加入到润滑介质中，以润滑油或润滑脂为载体，随着设备的运转（包括滚动和滑动），使这些颗粒物进入摩擦副，在多种能量高温作用下，使鑫霸粒子逐步渗透到金属表面晶格中，作用相当于金属表面热处理。深度可达5um以上。

2、高温熔合

在热力学的作用下鑫霸粒子在高温高压条件下与金属表面溶合在一起。逐步积累而达到一定厚度。也就是修复功能。这项功能对已经磨损的部位十分有效，在汽油发动机可达到0.1mm 在柴油机可达0.2mm ,在减速机最大修复量接近1mm级。

3、镶嵌修补

我们知道任何金属材料在熔炼、铸造、机加工后，金属表面都有一定缺陷，同时在运动过程中经过摩擦磨损和腐蚀都会产生凹坑缺陷，那么鑫霸粒子在摩擦表面依靠摩擦产生的动力将粒子碾压、镶嵌到凹坑处填平补齐。镶嵌作用对于新、旧设备都有明显效果。

4、 自修复与精磨合

摩擦副表面由于机加工产生的缺陷，在一开始磨合过程会有所改善，但是要想进一步提高精度是不可能的，那么用鑫霸粒子在工作表面会起到一种特殊的做用，即先有自修复第一步，解决各种缺陷，然后才出现精磨合的过程。由于鑫霸粒子直径在50纳米至2μm之间，因而具有明显的抛光作用。也就是超精细加工，使得工作表面粗糙度数值明显降低。我们称精磨合加工。它能自动修复机加工产生的缺陷，提高光洁度，实际上是大生产加工中无法解决的“超精加工”而在使用鑫霸过程中自动解决了。

5、不摩擦不起效

金属表面不摩擦就不会有热源。由于生成金属陶瓷需要能量，虽然机油里有鑫霸粒子，由于不具备摩擦修复条件，那么也就不会生成金属陶瓷。鑫霸材料也就是不摩擦不起效

三、金属摩擦表面产生的变化：

1、摩擦表面自动生成金属陶瓷：

摩擦副之间有鑫霸粒子后，在外部压力和摩擦产生的600度左右温度作用下在摩擦轨迹上生成厚度不均匀的金属陶瓷点。继续发展由点到线，由线到面。金属陶瓷产生在所有具备条件的金属摩擦表面上。

2、摩擦表面粗糙度自动下降：

摩擦副之间有鑫霸粒子后，在摩擦运动时会在摩擦面上产生精细加工过程。粗糙度值明显下降，凸出部分会被磨合平，同时产生置换做用生成金属陶瓷。凹坑会被鑫霸颗粒填平补齐。粗糙度可由原Ra=1um经过精磨合达到Ra=0.012um 。

3﹑摩擦表面摩擦系数自动调整：

鑫霸在使用中当达到生成金属陶瓷条件时，金属陶瓷会一粒一粒在金属表面生成，摩擦系数会随着已生成的金属陶瓷的精磨合，而一点一点降低，干摩擦系数可由原来的0.1经过鑫霸处理后可达到0.005 。根据摩擦副成份的不同摩擦系数有所不同。而当生成金属陶瓷的条件没有了，摩擦系数自调整也就停止了，并将长期保持该状态。摩擦系数在本技术中有方向性，延轨迹方向摩擦系数小。

4、摩擦表面温度自动平衡：

摩擦表面有鑫霸粒子，在摩擦运动时，摩擦表面会有温度变化，开始温度会略有上升，随着金属陶瓷层的生成，温度将会逐步下降直至达到平衡。摩擦温度下降较低时，金属陶瓷也就没有了生成条件。机油温度可以间接显示出鑫霸金属陶瓷生成的过程。

5、 摩擦表面几何尺寸自动优化：

摩擦副表面原有几何尺寸的磨损，经过使用鑫霸产品会在原有几何尺寸的基础上产生负磨损过程，几何尺寸会得到自动优化，鑫霸自动优化是在两个摩擦面同时进行，磨损量大，修复多，磨损量小，修复少，当达到最佳几何尺寸后优化的过程由于摩擦系数的降低，摩擦副温度的降低，自动优化将终止。鑫霸能自动修复磨损部位并优化几何尺寸（比如缸筒可达5um-0.2mm，）。

四、鑫霸金属陶瓷层的力学和物理性能

*干摩擦系数：0.005 （是最好油膜润滑的1/2）

*显微硬度： Hv620---1200 (是缸套基体金属的2倍)

*表面粗糙度：0.012μm (在轴承上测量)

*线膨胀系数K-1: 13.6X10-6---14.2X10-6 M/M.℃ ( 与钢相同)

*强度 52kg/mm2

*耐高温，耐腐蚀。

鑫霸金属陶瓷自修复技术是由天津开发区双利工贸有限公司开发研制。