碳化鎢/石墨烯自潤滑耐磨塗層

熱噴塗碳化鎢塗層具有較高的顯微硬度，較好的耐磨性、氧化物含量低，塗層結合強度高等優勢，是常用的耐磨塗層，已廣泛應用於航空、航太、核能、機械等工業領域的裝備關鍵摩擦運動副零部件表面耐磨防護。但在實際工作環境中，由於碳化鎢塗層較高的硬度， 摩擦體系的摩擦係數較大，會對與其配合的摩擦副產生較嚴重的磨損，甚至影響耐磨防護塗層的使用壽命。

碳化鎢噴塗粉末是熱噴塗製備碳化鎢耐磨塗層的基礎，要製備具有自潤滑特性的碳化鎢耐磨塗層，必須在碳化鎢噴塗粉末中添加自潤滑添加劑，目前向噴塗粉末中添加的自潤滑劑主要包括軟金屬(Au，Ag等)、氟化物(LiF₂，CaF₂等)、二硫化物(MoS₂，WS₂等)以及金屬氧化物(Zr₂O₃，Cr₂O₃等)，現有技術對這些潤滑劑作為塗層的潤滑相已進行了不少研究。但近來，有學者提出了一種含改性石墨烯的碳化鎢自潤滑耐磨塗層的製備方案，效果如何，請看以下分解。

製備自潤滑耐磨塗層的含改性石墨烯碳化鎢噴塗粉末，包括以下步驟：

步驟1：稱取一定量的改性石墨烯/納米碳化鎢複合材料，與一定量無水乙醇超聲處理分散後獲得石墨烯/納米碳化鎢複合材料的混合溶液；

步驟2：稱量一定量碳化鎢/鈷噴塗粉末，加入上述步驟1中獲得的石墨烯納米碳化鎢複合材料的混合溶液中，採用立式攪拌機，常溫條件下以一定轉速攪拌一定時間得到改性石墨烯/納米碳化鎢複合材料與碳化鎢/鈷的混合溶液；

步驟3：將上述步驟2中獲得的改性石墨烯/納米碳化鎢複合材料與碳化鎢/鈷的混合溶液採用真空冷凍乾燥的方法獲得複合有改性石墨烯的碳化鎢/鈷噴塗粉末；

步驟4：將上述步驟3中獲得的複合有改性石墨烯的碳化鎢/鈷噴塗粉末，採用熱噴塗工藝在清洗、噴砂後的零件表面製備複合有改性石墨烯的碳化鎢/鈷自潤滑耐磨塗層。

研究發現，使用製備複合有石墨烯改性碳化鎢自潤滑添加劑的耐磨塗層材料，納米片層的石墨烯均勻、彌散的 分佈在塗層內部，在摩擦過程中不斷裸露出石墨烯在磨損表面形成石墨烯自潤滑轉移膜，從而起到降低塗層摩擦係數，提高塗層耐磨性，可以應用于現有易磨損零件，起到減磨抗磨的作用，也可以應用於飛機起落架活塞杆或工程機械中液壓傳動構件（柱塞、活塞、連杆） 上，替代目前的電鍍硬鉻構件，這不僅可以避免六價鉻粒子的環境污染，而且大大降低塗層摩擦過程中的摩擦係數和磨損率，可在更為惡劣的環境下工作，並提高零件的使用壽命。

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