世界頂尖技術(shù) 全新摩擦理念
----金馬自修復(fù)因子
摘 要：這是一種由經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員精心選定開采的多種礦物，按嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝流程制備成的有添加劑和催化劑之復(fù)雜組分凝膠混合體，其主要有效成分-金馬自修復(fù)因子的粒度具有特定的形狀和結(jié)構(gòu)，粒度小于5μm，因子在機油中不溶解，與機油不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對生態(tài)無污染。無毒副作用，對環(huán)境和人體無害。
關(guān)鍵詞： 自修復(fù)技術(shù) 金屬陶瓷保護(hù)層
顧名思義,金屬磨損自修復(fù)材料是用于解決金屬零件摩擦表面的磨損問題。
金屬磨損是國民經(jīng)濟(jì)各部門，特別是工業(yè)部門長期以來普遍面臨的一個令人十分頭痛的老大難問題。據(jù)統(tǒng)計全世界產(chǎn)出能量的1/3－1/2直接和間接消耗在克服摩擦方面，而機電產(chǎn)品失效原因中近70%都可歸因于磨損和腐蝕。由此造成的損失十分巨大，僅美國每年就不下2000億美元，為減少和避免這方面的損失而付出的人力、物力和財力更是難以估量的天文數(shù)字！
長期以來人們想出了各種提高金屬耐磨性能的方法，如在材料生產(chǎn)過程中用合金化和熱處理的方法使金屬自身的整體耐磨性能得到改善，高錳鋼便是個典型的代表，用包括表面熱處理、火焰淬火、高頻淬火、激光熱處理、化學(xué)熱處理（滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲各種金屬）以及噴涂、滾壓等方法提高金屬制品的表面耐磨性。同時人們還采取了各種不同的對金屬摩擦表面進(jìn)行保護(hù)的方法，諸如：使用多種潤滑油（脂）及各種名目繁多的添加劑、固相潤滑劑、電鍍、刷鍍、噴涂（火焰熱噴涂、等離子噴涂）、化學(xué)（物理）氣相沉積等，在摩擦表面上造成保護(hù)層從而避免基體金屬與基體金屬的直接接觸。這些都屬于在磨損尚未發(fā)生之前采取的防范于未然的措施。一旦發(fā)生磨損，為了不致因為少量、甚至微量的幾何形狀和幾何尺寸的改變使昂貴的機件或機器報廢，人們又開發(fā)出了多種各式各樣的修復(fù)方法，除上述電鍍、刷鍍、噴涂等既可用于保護(hù)又可用于修復(fù)的方法之外，其他用于修復(fù)的方法有：各種補焊、堆焊、脈沖滾焊、鑲嵌等局部補償或更換的方法。現(xiàn)在已經(jīng)形成了一門表面工程學(xué)科中新興的修復(fù)工程學(xué)，專門研究機件失效后修復(fù)理論及工藝的一門工程應(yīng)用型學(xué)科，也是一門多學(xué)科交叉的邊緣學(xué)科，新理論、新材料、新方法層出不窮，但是傳統(tǒng)的修復(fù)工作，不管是失效后修復(fù)，還是按計劃進(jìn)行預(yù)檢、預(yù)修，都要求停機，在原地或送修理廠進(jìn)行維修；需要有專業(yè)人員，專用設(shè)備、工具、備件、材料等，都要有可觀的維修費用開支。金馬金屬磨損自修復(fù)因子的出現(xiàn)就是這一領(lǐng)域中的一個重大突破，是對摩擦學(xué)的新貢獻(xiàn)和新發(fā)展，對機械制造業(yè)和整個國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都將產(chǎn)生重大的影響。
1．金屬磨損自修復(fù)材料是一種什么材料？
這是一種由經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員精心選定開采的多種礦物按嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝流程制備成的加有添加劑和催化劑之復(fù)雜組分凝膠體，其關(guān)鍵成分金馬自修復(fù)因子的粒度具有特定的形狀和結(jié)構(gòu)，粒度小于5μm，自修復(fù)因子在機油中不溶解，與機油不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但與任何品種的礦物機油或合成機油都具有相容性。自修復(fù)因子在機油和其它載體中可形成懸浮液。機油型號與質(zhì)量對使用效果沒有影響。修復(fù)材料無論是產(chǎn)品本身，還是處于磨合運轉(zhuǎn)過程中都對生態(tài)無污染。無毒副作用，對環(huán)境和人體無害。金屬磨損自修復(fù)技術(shù)來源于前蘇聯(lián)解密的軍事技術(shù),這項技術(shù)作為常備的軍工預(yù)處理和維修技術(shù),在蘇聯(lián)軍事領(lǐng)域已應(yīng)用達(dá)三十年之久.這項技術(shù)自解密之日起就受到全世界的廣泛關(guān)注,目前歐美各國已在其軍事,工業(yè)上迅速推廣.我國目前的推廣尚處于起步階段.金馬自修復(fù)因子乃從俄羅斯原裝進(jìn)口.其品質(zhì)與黑海艦隊等所用完全一致.
2．金屬磨損自修復(fù)材料有什么效用？
2.1節(jié)能效果：一般可使動力機械，如電動機、內(nèi)燃機節(jié)省電能和燃油10-20%（個例節(jié)電達(dá)40%，節(jié)油達(dá)30%以上）。
2.2環(huán)保效果：使內(nèi)燃機排放尾氣中的有害物質(zhì)大大減少（一氧化碳和碳?xì)浠衔餃p少40-50%，氮氧化物下降16-18%，柴油機排放的煙霧濃度減少40-50%）。減振降噪效果顯著，達(dá)4-7個單位，最高可降90%，有利于節(jié)能環(huán)保和延長機件使用壽命。
2.3延壽效果：由于摩擦系數(shù)的大幅下降和抗腐蝕（含電化學(xué)腐蝕），及不發(fā)生氫致裂紋性能的提高，再加上表面顯微硬度的改善，諸多綜合因素，使機械設(shè)備幾乎達(dá)到零磨損狀態(tài)，使用壽命大大延長。
2.4加力效果：一般都能使工作效率提高5-10%，許多實驗達(dá)到增加功率25-35%的良好效果。
2.5降低機油消耗效果：可使機油使用壽命延長1-5倍，不僅經(jīng)濟(jì)效益可觀，同時也大大減少了對環(huán)境的污染。
2.6冷啟動和在無機油狀態(tài)下安全行駛性能：可以在無機油狀態(tài)下無機械損傷行駛
2.7能自選修復(fù)部位，可以免去修復(fù)前通常都要進(jìn)行的繁瑣檢查、劃線定位做標(biāo)記等探傷手續(xù)。如磁力探傷、超聲波、X光探傷、γ探傷等。哪里有磨損，表面有微裂紋、氫致網(wǎng)狀裂紋，自修復(fù)材料就修復(fù)哪里，不僅限于表面，還可達(dá)一定深度（30μm）。
2.8能自補磨損缺陷。由于自修復(fù)材料能激活金屬表面使其改性，自我生長故可以做到缺多少補多少，直至恢復(fù)原來幾何形狀和達(dá)到最佳間隙為止。滲碳或金屬填充，無尺寸變化，而生長不僅有尺寸變化，最多可增長達(dá)
2.9能自動完成修復(fù)和強化過程�？梢圆煌C、免拆卸，不影響正常運行、無停工損失。
金屬磨損自修復(fù)材料之所以具有上述特點，是因為在使用過程中機械零件接觸摩擦表面上生成了類金屬陶瓷保護(hù)層。
3.類金屬陶瓷保護(hù)層的生成機理及其物-化和機械性能
為了對其生成過程進(jìn)行簡要說明，有條件地分成四個階段：
3.1超精研磨和粉體再細(xì)化
觀察放大的摩擦表面可以看到：該表面由凸起和凹坑組成，坑中充滿磨損產(chǎn)物及滑油分解產(chǎn)物（圖1）。
圖1
在此階段修復(fù)材料微粒（相對較粗大）被微凸體（有如獨特的研磨機磨齒）進(jìn)一步粉碎細(xì)化，同時微凸體亦被折斷削平，情形如同拋光，只是更為精細(xì)。這造成摩擦表面的升溫（機械阻力和能耗增加），在使用的儀表上有所反映。大約在1小時內(nèi)電流強度增加10-15%、減速器殼體發(fā)熱、內(nèi)燃機空載轉(zhuǎn)速下降等。對機械來說這并不可怕，經(jīng)過1小時后參數(shù)趨于穩(wěn)定，溫度下降，電流亦回落。當(dāng)修復(fù)因子顆粒體再細(xì)化同時使微粒凸體破斷時發(fā)生溫度為900
圖2
這些斑痕的厚度相對較小，數(shù)量亦不多。因為這里開始起作用的修復(fù)微粒數(shù)量還不大，既便磨損能量很大也是如此。研磨過程中微粒被細(xì)化并具有一定結(jié)構(gòu)的基本微粒，與初生晶體尺寸相同，小于1μm（管狀破碎為硬幣形，鱗片狀10nm）。
3.2 摩擦表面的超凈清理
實踐證明：修復(fù)材料微粒與摩擦表面的微觀起伏相比還是很大的，并有獨特形狀（小鱗片）和材料中的相應(yīng)添加劑可達(dá)到比任何清洗劑對微觀凸凹清洗更好的效果，可以將凹坑處目前已知的添加劑、摩擦改性劑、金屬散熱劑，機油分解產(chǎn)物、磨損產(chǎn)物等清理干凈（圖3）。
圖3
因此可以說在因子制造過程已為此打下了基礎(chǔ)。摩擦表面的凸體將修復(fù)材料微粒推擠到相對表面的凹坑和孔洞內(nèi)，取代污染物使之受到清理，這種情況可以用鋸末或砂子搓凈臟手來比擬（圖4）。
圖4
清理時機油中冷卻大量的原先被壓實的磨損產(chǎn)物和滑油分解產(chǎn)物，這些過多會嚴(yán)重影響進(jìn)一步致密硬化的效果，此時需更換滑油，如清理正常，則經(jīng)過磨合1小時可記錄到修復(fù)后機構(gòu)工作參數(shù)的改變。聚合物和金屬鍍層產(chǎn)物容易清除，而石墨、金剛石和鉬的產(chǎn)物則不易清理，必要時也需換機油。粉體形狀+添加劑+擠壓作用=良好清理。
3.3超細(xì)微粒在凹處致密硬化
微粒自身間及同表層金屬的緊密接觸是一個最重要的過程。應(yīng)保證微粒的絕對焊合性，弱磁性，以一定的程序按電磁場矢量取向并按機械阻力最小方向排列，晶間相互作用得到恢復(fù)。在摩擦接觸時凸起同時將微粒壓實，使其達(dá)到不低于被處理金屬的硬度（圖5）。前三階段屬磨合期約需0.5-1.5小時。
圖5
3.4金屬陶瓷保護(hù)層的形成
摩擦接觸釋放的能量和材料組份中的催化劑使得上述置換反應(yīng)得以發(fā)生，使反應(yīng)可以在微觀體積溫度約為
圖6
置換反應(yīng)形成體積大得多的新晶體，在其自身質(zhì)量條件下生成保護(hù)層，并不斷增厚補償磨損缺陷。層厚與微觀凹陷處充填的粒子數(shù)量和摩擦能量成正比，即與磨損量成正比。厚度是自動調(diào)節(jié)的，也就是說有摩擦能存在保護(hù)層就生長，隨著磨損間隙逐步得到補償，摩擦能逐漸下降，置換反應(yīng)亦逐漸停止，保護(hù)層的生長亦結(jié)束（圖7）。
圖7
3.5類金屬陶瓷保護(hù)層的力學(xué)和物理性能：
摩擦系數(shù)：μ0.003-0.007（比油膜潤滑低一個數(shù)量級）
顯微硬度：Hv690－710（比原始摩擦副高2～3倍）
沖擊強度：
線膨脹系數(shù)：13.6～14.2（與鋼相同）
工作環(huán)境溫度：-60℃～
表面粗糙度：不低于14級
耐高溫：1575～1600℃
耐腐蝕：高濕度，海洋環(huán)境，酸、堿介質(zhì)中不腐蝕
利用這項技術(shù)不僅可以對各種機器的金屬磨損表面進(jìn)行不拆卸的原位修復(fù)，還可以對新零件表面進(jìn)行強化預(yù)處理。
4.設(shè)備的超精保養(yǎng),0磨損和預(yù)維修理念
在歐美,設(shè)備生產(chǎn)廠家提出了設(shè)備0磨損的口號,所謂0磨損就是在新設(shè)備上利用現(xiàn)代科技讓機器的磨損達(dá)到最小,接近于0,而金屬摩擦自修復(fù)技術(shù)能夠?qū)σ旬a(chǎn)生的金屬摩擦表面進(jìn)行動態(tài)修復(fù),如果通過設(shè)備上裝備的自動潤滑系統(tǒng),定期定量的加入自修復(fù)因子,則產(chǎn)生的磨損將會得到及時的修復(fù),從而實現(xiàn)設(shè)備的0磨損,并且由于是動態(tài)修復(fù),甚至可以讓設(shè)備重要的公差間隙達(dá)到可以達(dá)到的最佳間隙狀態(tài),同時長期保有這一精度,很輕松的實現(xiàn)設(shè)備的超精保養(yǎng).利用這項技術(shù)可以對新設(shè)備進(jìn)行裝備,當(dāng)新設(shè)備過了磨合期,利用這一技術(shù)在所有重要的磨合面上生成金屬陶瓷層,達(dá)到最佳配合間隙,實現(xiàn)最佳精度,再利用設(shè)備裝備的自動潤滑系統(tǒng)保證設(shè)備實現(xiàn)0磨損,極大的減少設(shè)備的損耗,污染,維修工作量,這就是最新的設(shè)備磨損方面的預(yù)維修理念.由于這項技術(shù)的應(yīng)用將極大的提高新設(shè)備的精度,壽命,品牌和綜合競爭力.在歐美生產(chǎn)的高端設(shè)備上,這項技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用.
5．金屬磨損自修復(fù)材料如何使用？
5.1 使用范圍和使用條件
液壓系統(tǒng)、各類不同功率的壓縮機、各類減速器、各類軸承部件、開放式齒輪傳動裝置、鏈傳動、鐵路彎道、道叉和輪箍、天車軌道、機床導(dǎo)軌、各種類型的內(nèi)燃機、電動機等，總之，凡為防止、減輕機械零件摩擦表面的磨損和對已發(fā)生的磨損進(jìn)行修復(fù)均可收到顯著效果。
但是，與任何產(chǎn)品一樣也有其特定的使用條件，除必須在摩擦部位使用外，還應(yīng)滿足下列條件：
—摩擦副中至少有一個是用黑色金屬制造的；
—無機械損傷（活塞環(huán)破裂，活塞裂紋等）；
—功率下降不超過50％或磨損量不超過70％；
—無機油泄漏（密封失效），機油中無形成聚四氟乙烯膜、鉬膜等保護(hù)膜的添加劑。
如有上述缺陷，應(yīng)先進(jìn)行常規(guī)修理或更換故障零件，使機械滿足使用條件。此外機油亦不得太臟，試驗方法極為簡單，將機油滴在白紙上，如油斑呈多數(shù)同心環(huán)形狀則應(yīng)更換機油和濾油器，并清洗發(fā)動機。
確定磨損量是否已超出進(jìn)行修復(fù)的允許范圍的方法亦十分簡單，往機械中加一次用量修復(fù)材料，如果其使用性能在8～16個小時后未見改善，則不應(yīng)再使用自修復(fù)材料技術(shù)了。
目前該項技術(shù)在國內(nèi)正在推廣,我們在全國范圍內(nèi)誠征經(jīng)銷商,有意加盟者注意不要錯過機會,請及時與我們聯(lián)系.
金屬摩擦問題解決專家---金馬工作室
注：聯(lián)系我時，請說是在“傲立機床網(wǎng)”上看到的，謝謝！
