金属自修复
一、技术特点
ART采用发明专利“一种矿物粉末润滑组合物”(粒径不大于10μm)，添加到油品和润滑脂中使用。不与油品发生化学反应，不改变油品的粘度和性质，使用中无毒副作用，对环境和人体无害。耐磨保护层可以形成在经过ART处理的机械零件的摩擦表面上，以便:
1.改变机械零件摩擦表面和表层的晶格结构，使其更加均匀和能量稳定。
2.显著改善接触和摩擦表面的物理化学和机械性能。
3.选择性地补偿磨损表面以优化摩擦副的间隙。
4.减少机械损失。
超细粉末颗粒的铁谱学(
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金属磨损自动修复技术是表面工程领域的一项革命性新技术。该技术的应用不仅可以防止机器零件的磨损，还可以修复机器在长期运行中磨损的表面，从而大大延长设备的使用寿命，降低能耗，这是市场上销售的各类油品添加剂所无法做到的。这项技术可以应用于机械设备中发生摩擦的任何部位。
一、技术特点
ART采用发明专利“一种矿物粉末润滑组合物”(粒径不大于10μm)，添加到油品和润滑脂中使用。不与油品发生化学反应，不改变油品的粘度和性质，使用中无毒副作用，对环境和人体无害。耐磨保护层可以形成在经过ART处理的机械零件的摩擦表面上，以便:
1.改变机械零件摩擦表面和表层的晶格结构，使其更加均匀和能量稳定。
2.显著改善接触和摩擦表面的物理化学和机械性能。
3.选择性地补偿磨损表面以优化摩擦副的间隙。
4.减少机械损失。
超细粉末颗粒的铁谱学(
5.它与原金属表面形成化学键，没有明显的界面，不会分层、脱落。
保护层的主要性能参数如下:
摩擦系数μ 0.003-0.007(比油膜润滑低一个数量级)
显微硬度Hv 690 -1100(比基体高1-3倍)
冲击强度50千克/平方毫米
线膨胀系数13.6-14.2(与钢相同)
表面粗糙度属于极光表面类的亮光泽表面。
耐高温1575-1600oC
耐腐蚀，高湿度，海洋环境，在酸碱介质中无腐蚀。
内燃机缸套金属陶瓷保护层的光学显微镜图像
FALEX样品的BX60光学显微镜图像
第二，艺术的功效
随着保护层厚度的增加，不仅可以补偿间隙，还可以在不拆卸的情况下，原位修复各种机器磨损的金属表面，使零件恢复原来的形状。还可以加强对新零件表面的预处理，从而显著降低摩擦振动，降低噪声，节约能源，最终实现零件摩擦表面几何形状的修复和配合间隙的优化。近三年来的国内实践证明，这项技术的主要效果是:
1.原位修复磨损部件，无需拆卸，恢复原尺寸，延长使用寿命，降低维护成本。
某内燃机务段内燃机车行驶654.38+0.2万公里。添加修复材料后，缸套和活塞环恢复到原型尺寸，运行40多万公里仍保持零磨损。在两台DF11机车试验中，内燃机车运行30万公里后分解。国防科工委国家计量测试单位第一计量测试研究中心的测试报告得出结论:“...运行30万公里后，上述主要摩擦副的实际尺寸仍满足新产品的要求”。确认柴油机的活塞、活塞环、缸套、轴承和所有摩擦部件零磨损。来自铁道部运输局装备部、清华大学摩擦学国家重点实验室等相关单位的领导和专家在分解现场一致认为，ART不仅能改变原有的30万公里修制，还能大幅提高机车在线利用率。这项技术的引入将引发摩擦学领域的一场革命。2002年初，某铁路局率先在四个分局推广应用了100机车。截至2003年7月，试验机车已全部进入第一中修课目，第一、九缸已按技术部门要求进行解体检查，确认柴油机活塞、活塞环、缸套符合中修技术范围，继续装车进行第二中修60万公里。其中，8台DF11型机车已完成第二中修期60万公里试验。
2.ART从根本上改变了传统的摩擦观念，超低的摩擦系数大大降低了摩擦功耗，节能效果明显。以上述北京内燃机车为例，添加修复材料后，节油率达到9%以上。2002年65438+2月65438+9月通过北京市科委组织的科技成果鉴定。2003年6月2日，北京铁路局科技委员会组织的科技成果评审通过。评审委员会认为:“该项技术的推广应用，可以促进内燃机车检修制度的改革，带来可观的经济效益，具有进一步推广使用的价值。”
3.在动力机械中使用该技术具有明显的环保效果。由于密封工作面得到加强，燃烧动力特性得到改善，排气污染降低。
能够显示抗逆转录病毒疗法疗效的主要性能指标如下:
压缩压力增加到标准值；
热发动机怠速机油压力增加1.0-1.5kg/cm2；
怠速油耗:节省5-25%甚至更多；
能耗:降低5-30%或更多；
输出功率增加5-25%或更多；
减少有害气体一氧化碳和碳氢化合物的排放量10-50%以上。
4.超硬超光滑的摩擦面，可以让汽油机车和柴油机车在没有油润滑的情况下行驶200公里以上。
5.在各类轴承上使用该技术，平均轴承游隙降低0.02mm以上，表面硬度值提高，摩擦振动和噪音明显降低，轴承使用寿命可延长数倍。国家轴承质量监督检验中心对经“金属磨损自修复材料”表面处理的6205-2RSIXI微型车张紧器轴承进行了寿命试验。轴承的常规试验寿命为L10=126h。试验达到21次寿命时，轴承套圈滚道和滚子表面基本不磨损。
6.表面强化可提高工具、刀具、模具和量具的使用寿命和使用特性，如耐磨性和可靠性。
第三，艺术的工程取向
ART有其独特的作用原理和材料表面改性功能。其实是一种独创的全新的表面强化修复技术，艺术属于表面工程的范畴。
表面强化与修复技术是利用各种表面工程手段，赋予原有或受损表面新的物理化学状态，改善表面的力学性能，达到强化或修复摩擦表面的目的。
ART是一种创新的金属磨损原位自修复技术。
摩擦是一个能量损失的过程，而磨损则意味着材料的浪费。在机械设备的设计、操作和维护过程中，如果能充分应用摩擦学知识，可以显著降低维修成本和零件更换次数，减少设备故障，延长机器寿命，减少摩擦损失。其中，降低维护成本和零件更换次数的好处尤为显著(高达45%)。
2002年9月18日，国家经贸委、国防科工委、铁道部、交通部、教育部、国家环保总局等有关部门在哈尔滨主持召开了“金属磨损自修复材料”产品鉴定会。由许、钟群鹏、丁传贤、张福泽等17名专家组成的鉴定委员会一致同意该项目通过鉴定:
“金属磨损自修复材料是具有自主知识产权的高科技产品，具有世界先进水平”。
“研制成功的金属磨损自修复材料具有广阔的应用前景，可推动我国表面工程和摩擦学领域的应用基础研究，同时促进我国传统产业升级改造，对我国国民经济发展将产生重大影响。”鉴定会后，国家经贸委将该项目纳入2002-2016年国家科技创新计划。
金属磨损原位自修复技术是一项世界领先的高新技术，对实现人类可持续发展的两大战略目标即节能和环保具有重要意义。随着这项技术的推广应用，必将在我国产生巨大的经济效益和社会效益。
中国成功开发了世界先进的金属磨损自修复材料。
中国建材网[2002-12-26]
哈尔滨最近出了一种新材料，加入极少量的载体润滑油，就能迅速到达金属的摩擦面，自动修复磨损部位，让车、船的内燃机终身大修。
由国家经贸委、交通部、铁道部等部门联合组织的专家鉴定认为，金属磨损自修复材料能在金属的摩擦表面形成一层光洁度高、硬度高的金属陶瓷层，使磨损的金属零件在机械设备正常运行中自动修复，恢复到原型尺寸，达到了国际先进水平。
国际著名摩擦学专家、清华大学摩擦学国家重点实验室教授金说，这是我国摩擦学领域在减磨机理研究和产品开发方面的重大突破，是机械设备维修技术的一次革命。
金属磨损自修复材料专利发明人、中国科联经济发展研究中心研究员董说，金属磨损自修复材料是在吸收国内外金属摩擦先进技术的基础上，结合我国矿石的种类和品位，创新研制成功的，可广泛应用于机电制造、冶金、石油、化工、铁路、航空航天、精密零部件加工等领域。
北京铁路分局某列车内燃机大修后运行1.2万公里磨损。应用这种新材料后，经清华大学摩擦学国家重点实验室确认，内燃机持续运转30万公里，原有磨损消失，恢复到原型尺寸。新大修的机车直接用这种新材料行驶50万公里，依然完好如新。
专家测试表明，这种材料可以在保持最佳尺寸精度的同时，将轴承的额定使用寿命提高265，438+0倍以上。刀具的使用寿命提高5倍以上；特殊钢的使用寿命提高了1倍以上。
目前，哈尔滨圣龙新材料科技有限公司在哈尔滨建成了首条金属磨损自修复材料生产线。
据专家介绍，磨损、腐蚀和疲劳是机械材料失效的主要形式，仅各种机械设备寿命短、能耗高造成的经济损失在我国就高达数千亿元。金属磨损自修复材料的出现，可以使各种机械设备无需拆卸即可维护，大大延长其使用寿命，对我国走出一条科技含量高、资源消耗低、经济效益好的新型工业化道路具有重要意义。
世界顶尖技术，全新摩擦概念
作者:泰坦日期:2007年2月27日13: 29: 00
一种具有自主知识产权的“金属磨损自修复材料”已在我国各类工程机械设备上广泛应用两年多，取得了满意的效果。这种添加到润滑油中的微量粉末材料，可以在铁基金属摩擦表面形成一层耐磨减摩性能优异的金属陶瓷层，大大提高了摩擦表面的显微硬度和平滑度，无油润滑条件下的干摩擦系数比油膜润滑条件下低一个数量级。同时，使用方法特别简单，可以完成机械运转过程中磨损部件的自我修复，恢复到原型尺寸，从而大大延长工程机械的使用寿命，降低摩擦阻力和能耗。
1，表面工程领域的革命性技术
金属磨损自动修复技术是表面工程领域的一项革命性新技术。该技术的应用不仅可以防止零件的磨损，还可以修复机器在长期运行中磨损的表面，从而大大延长机器设备的使用寿命，降低能耗，这是现有的表面处理和表面保护方法以及市场上销售的各类油品添加剂所不能达到的。
该技术可应用于任何一种有机械摩擦的机械设备，开创了我国金属磨损自修复技术的先河。经清华大学摩擦学国家重点实验室、国家轴承质量监督检验中心等多家科研检测机构检测，2002年9月18日，国家经贸委会同国防科工委、铁道部、交通部、教育部、国家环保总局等有关部门在哈尔滨主持召开了“金属磨损自修复材料鉴定会”。由中国工程院许、钟群鹏、丁传贤、张福泽等17名专家组成的鉴定委员会，一致通过具有自主知识产权的“金属磨损自修复材料”产品鉴定。2002年6月5438+2月65438+2月7日，北京市科委通过了“金属磨损自修复材料在内燃机车柴油机上的应用研究”科技成果鉴定。2003年6月2日，北京铁路局科委通过了“金属磨损自修复材料应用试验”技术成果的评审，明确提出进一步全面推广应用。
2.工程机械减摩技术的成就——“金属磨损自修复材料”
“金属磨损自修复材料”是一种由羟基硅酸镁和其他复杂成分组成的超细颗粒材料。在设备运行状态下，润滑油(或润滑脂)作为载体将超细颗粒输送到设备的摩擦工作面。对于磨损部位，在摩擦切削力和颗粒磨削剪切力引起的微局部高温(闪温)作用下，颗粒材料与摩擦表面的铁基金属发生热化学和机械化学置换反应，形成高光滑度的铁基硅酸盐金属陶瓷层。摩擦产生的热能使金属陶瓷层不断生长，直到回到最佳配合间隙。此时该部位摩擦振动和磨削产生的热能大大降低，化学反应停止，完成了颗粒材料对磨损部位的修复过程。
“金属磨损自修复材料”不是通常的润滑油添加剂。它不同于目前市场上销售的各种金属抗磨剂。它不通过成膜技术或微渗技术形成保护层，也不生成滚珠减摩层。而是在摩擦能转化为热能的部位直接生成减摩性能优异、显微硬度极高的金属陶瓷层。适用于各种铁基金属摩擦副，也适用于铁基、铜、铝合金摩擦副。它是金属磨损领域一项革命性的表面工程新技术。这项技术在世界上处于领先地位。
这种国内首个金属磨损自修复材料由哈尔滨圣龙新材料科技有限公司研发成功..公司拥有中国第一条艺术产品自动化生产线，并已获得一项国家发明专利，国家知识产权局已受理六项相关发明专利申请。
3.艺术的广泛应用将带来巨大的经济效益和社会效益。
世界上1/3到1/2的能量输出都被摩擦消耗掉了。人类减少资源和能源消耗的生产活动中，约70%集中在节约能源和提高设备运行的可靠性上。
磨损、腐蚀和疲劳是材料失效的三种主要形式。磨损造成的经济损失是非常巨大的。在美国，每年因摩擦磨损造成的经济损失超过2000亿美元。据我国冶金矿山、农机、煤炭、电力、建材不完全统计，每年因摩擦磨损造成的物质损失和能源浪费高达6543.8+0亿元。据其他部门统计，我国每年因摩擦造成的损失达数千亿元。与发达国家相比，我国同样的工业产值能耗高，机器设备使用寿命短，导致我国资源浪费极大。因此，节能降耗一直是中国工业发展的目标。
以轴承行业为例，由于我国轴承的使用寿命等性能指标不能满足使用要求，每年需要从国外进口大量轴承。1999进口轴承约6.4亿套，价值3.46亿美元；2000年进口轴承约9.2亿套，价值4.45亿美元。2001年进口轴承约7 . 25亿套，价值4 . 89亿美元。这些轴承主要用于纺织机械、机床、采矿和石油机械、家用电器和汽车。虽然我国生产的轴承精度可以达到国际同类产品的水平，但由于钢材质量和热处理技术的影响，轴承的使用寿命仍然达不到进口轴承的水平。
经国家轴承质量监督检验中心检测，经“金属磨损自修复材料”处理的6206-2RSIXI轴承在试验寿命达到21次时仍能保持其初始转动精度和试验前游隙，滚道和滚子表面基本无磨损。实验结果表明，使用“金属磨损自修复材料”不仅能大大提高轴承的寿命，而且能保持其转动精度不变或使其恢复。因此，可以显著提高机械设备的利用率。该项目的应用不仅将大大减少我国轴承的进口，节省外汇开支，而且将使我国成为轴承出口大国。对于我国轴承行业来说，这是一项重大的技术进步，具有巨大的经济效益，可以全面提高家用电器、汽车、纺织机械、石化机械、矿山机械、机床等产品的质量。
以运输行业为例，DF-11内燃机车的润滑油在北京铁路分局内燃机车使用后，添加了约占润滑油二十万份的“金属磨损自修复材料”。经过27台内燃机车运行30万公里后的分解试验，气缸、活塞、活塞环等易磨损零件的尺寸仍符合新产品的公差要求，被称为“金属磨损自修复材料”为此，北京内燃机车段决定取消参试机车的30万公里中修课程，待继续运行至60万公里时再进行试验。三台内燃机车初试后，油耗率均在4%以上，最高为9.6%。目前，使用“金属磨耗自修复材料”的铁路内燃机车103台在北京铁路局干线上正常运行。
“金属磨损自修复材料”已在北京市公共交通公司第七分公司运营的17公交车上试用，发动机技术状况得到明显改善。1发动机12000公里抽检后，缸筒中部圆度偏差值得到了不同程度的恢复，降低了50%以上。各缸压力普遍上涨，平均涨幅20%。试验柴油机的窜气和冒烟现象消失。柴油车平均百公里油耗下降7%，汽油车下降4%，发动机故障率下降，完好率上升。
中国是石油进口大国。汽车、轮船和铁路内燃机车都是以燃料为能源的。中国的柴油机车每年消耗超过500万吨的燃料。如果使用“金属磨损自修复材料”后，机车油耗降低4%，每年可节约燃油20万吨。内燃机中修里程由30万公里延长到50-60万公里，每年还可以节省大量备件、小修和中修，提高机车在线利用率(修复率降低1%，相当于全国每天150台内燃机车的运能)。如果将应用范围进一步扩展到车轴、压缩机、轨道等易磨损系统，由此产生的综合。
仅中国就有18万辆汽车和数百万艘内燃机驱动的船只。使用“金属磨损自修复材料”的综合经济效益可达数百亿元，如降低能耗、延长摩擦磨损件寿命、提高开工率等。
此外，我国在纺织机械、石化机械、矿山机械、冶金机械等领域也存在瓶颈。中国家电中的冰箱、洗衣机、空调、微波炉、电风扇、自行车、缝纫机的寿命取决于其轴承的耐磨性和静音性能。使用“金属磨损自修复材料”后有望解决上述问题。
“金属磨损自修复材料”的广泛应用将提高我国工业产品的竞争力，促进相关产业的发展，对国民经济的发展产生重大影响。同时也将推动我国摩擦学领域减摩机理的研究和减摩产品的研发，对我国走出一条科技含量高、资源消耗低、经济效益好的新型工业化道路，实现人类可持续发展的两大战略目标，即节能和环保具有重要意义。