润滑耐磨梯度材料LGM及其制造技术

来源：塑胶五金网发布时间：2007-12-16 11:35:30点击率：

什么是润滑耐磨梯度材料 LGM（Lubrication Gradient Material）——
经过等离子体辉光放电制造技术将硫化物（MS）和氧化物（MO）渗入金属零件，MS与MO在金属中的浓度从表面到内部逐步降低，如同下楼梯由上至下逐步降低，故称梯度材料LGM。LGM在表面具有优良润滑和耐磨性能，而心部又保持了金属材料固有的强韧性；LGM克服了均质材料、复合材料和渗层材料的缺陷，此种梯度分布极大的提高了零件综合机械性能。

LGM及其制造技术—原始创新(详见《机械工程材料》杂志2001年第10期P33-35)

LGM是“具有良好润滑耐磨的金属基复合梯度材料，其制备方法和用途”国际发明专利的简称。国际专利申请已经公布，国际公布号：WO99/24632。专利申请人：张昕辉、张弋飞；世界知识产权组织国际局PCT检索报告表明：这是一种全新的材料和全新的制造方法。已经取得美国专利6,468,679，并进入中国、，欧洲，日本等国家实质审查阶段。这项专利的申请人张弋飞高工同时也是低温离子渗硫专利发明人，离子渗硫专利获得中国、欧洲、日本等七国专利权（表1）。《润滑耐磨梯度材料LGM与低温离子渗硫技术》2000年通过了国家机械工业局的鉴定，中国科学院院士、中国工程院院士为首的鉴定委员会认定：成果达到国际先进水平！

表1 LGM专利与低温离子渗硫专利介绍

专利全称	专利简称	专利类型	授权或申请国家	授权或申请号	专利情况	发表论文
具有良好润滑耐磨的金属基复合梯度材料，其制备方法和用途	润滑耐磨梯度材料LGM	发明专利	中国、美国，欧洲（英国、德国、法国、瑞典、意大利），日本	国际公布号：WO99/24632国家申请号98809509.2 欧洲 EP1052306 日本特愿 2000-519621 美国专利号6,468,679	取得美国专利权;其它国家进入实审阶段	5篇
金属零件表面形成硫化物的方法及设备	低温离子渗硫真空等离子渗硫	发明专利	中国,日本,欧洲（英国,法国,意大利,德国瑞典）	JP1508879 EP0218916	授权	11篇

LGM应用领域

润滑耐磨梯度材料LGM专利可以应用到钢、铁，铜、钛、镍、钴、钼及其合金、硬质合金等金属及各种形状、各种用途的零件上，涵盖了机械、冶金、纺织、汽车等多个领域，见表2

表2 LGM应用范围

机械	汽车、摩托车、农用车；起重、挖掘、运输等工程机械；热轧机、冷轧机、高速线材轧机、连铸机等冶金机械；减速机、柱塞泵、油泵、叶片泵、滑片泵等液压机械传动等关键零件
零部件	缸套、活塞环、凸轮轴、齿轮、蜗轮、蜗杆、传动链、定子、转子、叶片、纺纱机用钢领、罗拉、工具、模具、油泵油嘴、配流盘；生产线用各种测量头、芯轴等

创新的高附加值LGM工业产品

    LGM滑动轴承：较铜合金、巴氏合金，耐磨性提高3~6倍；
    45钢LGM轴承：达到GCr15轴承标准；价格低
    LGM汽车轮毂轴承：已通过桑塔纳汽车制造厂1000小时寿命实验。
    LGM轧辊轴承：使用寿命提高一倍以上。
    LGM干摩擦轴承：超过世界先进水平、国外轴承公司没有的产品，我们能批量供应。
    LGM工模具：刀具（高速钢、硬质合金）、多种模具、辊环、轧辊寿命长1~10倍。
    LGM精密齿轮、曲轴、液压件、气动件、缸套、活塞环：
    LGM汽车减震器：

LGM制造技术

针对分属于不同行业、不同使用条件各类零件，根据企业生产的定型产品，从该产品材料、冷热加工工艺、产品尺寸及精度、用途、实际工作状况等五个方面进行综合分析评测后，制订出该产品LGM工艺的参数值、特定工艺装备（或产品专用设备）及生产流程；

图1 LGM零件生产工艺流程

待处理零件	—→	清洗液浸泡	—→	第二道清洗液清洗	—→	第三道清洗
						↓
零件升温	←—	离子轰击清洗	←—	工件放入真空室	←—	干燥
↓

零件 LGM
合成

—→

检验

—→

涂覆

—→

再检验

—→

L G M成品

LGM零件生产工艺流程：已经清洗过的零件按照工艺码放在真空室阴极板中；用真空泵抽到工作真空度时，在零件上加高电压产生辉光放电，零件被高能量密度等离子体覆盖，表面再次被离子轰击清洗；按工艺参数通入LGM专用硫和氧气氛产生物理化学反应，零件达工艺温度后保温一段时间从真空炉取出，经过检验、涂覆及再检测的工序，制造出LGM产品。

LGM特点与性能

    对于钢、铁、铜、钛、镍、钴、钼等及合金,钢铁的渗碳、渗氮、碳氮共渗等材料制造的零件都可得到润滑耐磨梯度材料LGM。LGM制造技术用于机械零件后：
    A）保证零件尺寸精度   B）提高表面光洁度
    LGM材料的硫化物及氧化物呈梯度分布，梯度层达200微米（0.2毫米）。
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