金属磨损自修复技术与 常规金属抗磨减磨及修复技术的主要区别
我国磨损自修复材料的研究进展
造精 度 和 使 用 润 滑材 料 等 来 减少 造 成 磨损 的各种 因素 ； 二 是提高摩 擦副 表 面 的耐 磨 性 能 和摩 擦 副 材 料 的相 容性 ； 三 是使摩 擦副在磨 损过 程 中形
成 新 的补 偿 层 来 抵 消磨 损 和 修复 磨 损造 成 的损伤 ， 即在润 滑油 中加入特 殊添加 剂实现摩擦 副的 自修 复。
标准， 通Leabharlann 是按 照磨 损 自修复 添加 剂
的作用 和修 复机 制 的不 同， 分 成如 下 的几 类 ：
机 中的 缸 套／ 活 塞 环 这 对 摩 擦 副 为
例， 它 们 造成 的能量 损耗 约 占发动 机 中摩 擦 损耗 总 能量 的 ４ ５ ％， 同时磨 损 也是材 料与 设备破 坏与 失效 的 ３ 种主 要 形 式之 一 。 目前 ， 减 轻 机械 设 备 磨
型 功能 材料 ， 目前 尚没有 明确 的分类
在设 备 运行 的条 件 下 ， 通 过 润滑 介质 将 自修 复材料传 输到设备 的摩 擦副表 面上 ， 并通 过摩 擦 副运动 过程 中产生 的机 械 摩擦 作用 、 摩 擦 中发 生 的化学
反 应和 电化 学反 应 作用 等 ， 使 自修复
２ ． 原位摩擦化学 自修 复材料
原位摩擦化 学 自修复材料 的作用 机 理是加入 特种添加剂与 金属摩擦副
表 面 发生 物理 和化 学作 用 ， 设 备运 行 过程中， 在 摩 擦副 表层 形成微 米级 或 纳 米级厚度 的渗层或诱发其表 面形成
属磨 损 自修 复层 物 质 及 其 摩擦 学 性
觚材料产业 Ｎ Ｏ． １ ２ ２ ０ １ ３ ｌａ
机械零件修复技术
03
数字化和信 息化
随着数字化和信息 化技术的不断发展， 未来机械零件修复 技术将更加注重数 字化和信息化的应 用。通过数字化技 术和信息化系统的 应用，可以实现零 件信息的快速获取 和共享，提高维修
效率和准确性
04
环保和可持 续发展
随着环保和可持续 发展意识的不断提 高，未来机械零件 修复技术将更加注 重环保和可持续发 展的要求。在修复 过程中，将采用更 加环保的材料和技 术，以减少对环境 的影响。同时，也 将更加注重资源的 循环利用和可持续 发展，以降低对资
根据焊接过程中所使用的能源类型，焊接可分为电弧焊、
激 电光 镀焊 修、 复氩 ：弧 电焊 镀等是通过电解的方法，使金属离子在阴极沉
2
积形成金属膜的过程。在机械零件修复中，电镀可用于修 复零件表面的磨损、腐蚀或其他损伤。电镀的主要优点是
可 热以 喷在 涂不 修改 复变 ：零 热件喷尺涂寸是的一情种况通下过恢加复热其高外速观喷射金属或非金
损伤。激光熔覆的主要优点是具有较高的修复效率和涂层
质 等量 离子喷涂修复：等离子喷涂是一种通过加热等离子气体
将金属或非金属粉末加热至熔化状态，然后喷射到零件表
5 面形成涂层的工艺。在机械零件修复中，等离子喷涂可用
于修复零件表面的磨损、腐蚀或其他损伤。等离子喷涂的
主要优点是具有较高的修复效率和涂层质量
源的消耗
05
跨领域合作
未来机械零件修复 技术将更加注重跨 领域合作。通过与 材料科学、物理学、 化学等领域的合作， 可以开发出更加高 效、环保、智能的 零件修复技术和方 法。同时，也将在 与其他领域的合作 中，拓展机械零件 修复技术的应用范
围和领域
6
结论
结论
浅谈魔盾金属自修复技术在汽车维修中的应用
浅谈魔盾金属自修复技术在汽车维修中的应用汽车问世100多年来，给人们生产和生活带来很多方便，与此同时，汽车维修也给人们带来了具大的烦脑。
传统的汽车发动机大修，对恢复汽车技术性能曾经发挥过重大作用，但也有工艺复杂，大修周期长，耗费工时多，修理费用高，修理质量低等明显弊病。
随着国内经济的快速发展，以及一些发达国家先进技术的引进，使我国机器设备工业得以迅速发展，一种能在不解体情况下对发动机总成实施修复的“金属陶瓷自修复技术”在汽车、船舶、机器设备维修中已推广应用，魔盾发动机金属陶瓷抗磨修复系列产品正是这个技术领域应用的皎皎者。
一、魔盾发动机金属陶瓷自修复作用过程和技术原理魔盾的发动机金属陶瓷纳米修复剂使用特种材料（仿生因子）与金属摩擦副产生机械物理作用和物理化学作用，从而在摩擦副纳米级或微米级厚度层内渗入、或诱发产生新物质，使金属的微组织、微结构得到改善，从而改善金属的强度、硬度、塑性等，实现摩擦副的在线强化，提高摩擦副的承受能力和抗磨性能，抗氧化性能等的负面影响。
魔盾的这一发动机磨损修复过程很复杂，首先，特种材料（仿生因子）通过润滑油作为载体携带进入发动机润滑油路，到达金属摩擦副。
然后，当发动机开始运行，逐渐达到一定的温度、压力等条件下，特种材料（仿生因子）被激活，开始向摩擦副渗入，填补磨损的部件，让磨损的金属部件得以复原。
最后，在摩擦副高温高压条件下，摩擦副表面逐渐形成复相微晶陶瓷层，有效修复国摩擦表面损伤，提高硬度和耐磨性，并能时刻修复新出现的磨损，达到动态零磨损。
仿生因子作用下自生成的复相微晶陶瓷层（碳氧化膜）摩擦系数μ：0.001～0.005(干摩擦条件下)粗糙度Ra：0.011μm(汽缸套表面实测)破坏温度TS：1575℃～1600℃线胀系数α： 1.14×10-5m/m℃(与钢相同)显微硬度Hv: 600～1400(与层的致密性及材料配方有关)综上所述，魔盾发动机金属掏出自修复技术可以有效降低磨粒、粘着、微动等磨损，具有自愈合、自补偿、自修复特性。
金属减摩修复技术及其在铁路内燃机车柴油机上的应用
是能通过传统 的润 滑理论所能解释 的。那种将其
完 全 等 同于 以往 各 类 减 摩 节 能 润 滑 添 加 物 ，视 其 为 一 种 单 纯 的润 滑 改 进 技 术 和 产 品 ，并 依 此 得 出
Ｄ ８型内燃机车 ，开展 了严格 的金属减摩修复 技 Ｆ 术 应 用试 验 。试 验 自２ ０ 年 ｌ月 起 ，至 ２ ０ 年 ８ ０３ ２ ０６ 月 告一段落 。试验机车连续正常运行 了９ 万ｋ Ｏ ｍ，跨 越 了两 个 “ 中修 ” ，达到 “ 大修 ”里 程 。至 ２０ 年４ ０７ 月 ，缸套活塞摩擦副 已连续使用近１０ ｍ，是原 ２万ｋ 更换寿命 的三倍以上 。试验 的成功 ，验证了此项技 术对延长机械零部件寿命 、实现设备长周期运用 的
起 了我 国 工程 技 术 界 高层 权 威 机 构 专 家 和学 者 的
关 注 。因 为 ，这个 在 前 苏联 偶 然 发 现 的 工程 现 象 ，
种 表 面 工程 技 术 。它 以机 械 设 备 的润 滑 剂 为载 体 、
将具有修复功能的减摩剂介人至摩擦副表面 ，以达 到改善其摩擦学性能和微观修复之 目的。因此 ，这 项技术与以往各类减摩、节能的润滑剂添加产品有 着本质 的不 同。（ ） １ 它所具有 的减少机械摩擦磨损
的功 能 ，根 本 的原 因不 在 于 改 变 了润 滑 剂 的性 能 ， 而是 改 善 了机 械 摩擦 副 表 面 的摩擦 学 特 性 ；（ ）它 ２ 所 具 有 的 微 观修 复 机 械 摩 擦 副 表 面 的 功 能 ，也 不
不但 给摩 擦 学 工 作 者 提 出新 的理 论 研 究 课 题 ，其 成 果 也会 为工 业生 产带 来 可观 的经济 效益 。 从 以科 技 进 步 推 动运 输 生 产 发展 的高 度 出发 ， 铁 道 部运 输 局 装 备 部 在 部 分 铁 路 局 应 用 金 属 减 摩 修 复 技 术 并 取得 初 步 效果 的 基 础 上 ，选 择 运 行 环 境 极 为 恶 劣 的 乌 鲁 木 齐 铁 路 局 原 哈 密 机 务 段 的
汽车发动机维修中金属磨损自修复技术的应用分析 张加芹
汽车发动机维修中金属磨损自修复技术的应用分析张加芹发表时间：2020-06-10T13:27:29.460Z 来源：《基层建设》2020年第5期作者：张加芹[导读] 摘要：随着科学技术的发展，我国的金属磨损自修复技术有了很大进展，并在汽车发动机的维修中得到了广泛的应用。
济南鑫润达通汽车修理有限公司山东省济南市 250000摘要：随着科学技术的发展，我国的金属磨损自修复技术有了很大进展，并在汽车发动机的维修中得到了广泛的应用。
金属磨损自修复技术的提出、应用，改变了既往的经验维修问题，整体上具备的创新价值较为突出。
文章就此展开讨论，并提出合理化建议关键词：汽车；发动机；维修；修复；技术引言社会经济的繁荣与发展，推动了科技的高效发展。
在改革开放的背景下，国民经济的发展得以加快，汽车行业在科技的推动下实现了快速发展，促使发动机制造业得以壮大。
我国一些汽车发动机制造企业的能力不足，进而生产的发动机耐用度与其他国家抗衡。
但不论哪个国家生产的发动机，都会或多或少的出现使用故障，及时的解决发动机故障，是行车首要任务，也是保障行车安全的重要环节。
为能够保证汽车正常行使，需要全面了解发动机故障的应对解决措施。
1汽车发动机磨损机理分析处于运行状态下的汽车发动机，其气缸内的活塞高速往复式运转，气缸容易磨损。
研究发现，气缸内活塞位置是影响气缸磨损量的重要因素。
活塞位于上止点8.0°～12.0°曲轴转角位置时，对气缸所造成的磨损最为严重，且在磨损作用下呈锥形变化。
而且，气缸壁纵向所承受的磨损量要少于横向，这也是气缸失圆形成的主要原因。
2汽车发动机故障的原因2.1汽车发动机启停故障从一定程度上看，汽车发动机在运行的过程当中，很容易受到自身重力的影响，这样就会让汽车在行驶的过程中，产生较大的负荷。
汽车发动机各项性能对应的就会提升一定的负担。
进而就会对汽车发动机的要求提出更为苛刻的要求。
因此，这个时候，一旦发现汽车发动机出现异常的情况，就需要及时的制定有效的措施，保证汽车的有效运行。
立磨本体磨损修复技术如何选择？
立磨本体磨损修复技术如何选择？关键词：立磨本体磨损，立磨本体磨损修复，立磨本体修复技术立磨集破碎、干燥、粉磨、分级输送于一体，是一种理想的大型粉磨设备，广泛应用于水泥、电力、冶金、化工、非金属矿等行业。
立磨磨辊本体和耐磨衬板在使用过程中，如果出现配合间隙将会使本体与衬板之间磨损加剧，加之热风和水泥颗粒对配合面的不断冲刷，导致沟槽的产生，致使本体与衬板之间发生冲击碰撞，严重时使得衬板产生裂纹甚至断裂，机器损坏，特别是减速机的损坏，造成恶性事件。
我们常用的立磨本体磨损修复技术有很多，修复效果也不尽相同，我们应该如何选择呢？(1)添加垫片：立磨本体磨损后通常会采用添加金属垫的方式来解决配合间隙问题，当辊体表面磨损尺寸不均匀或存在凹凸面时，添加垫片反而会增加配合间隙而加剧磨损，同时由于存在点接触现象，添加的垫片会在短时间内损耗而使得辊皮的预紧力失效松动后产生局部断裂问题。
(2)更换新部件：对于立磨本体磨损来说，由于结构特点采用更换的方式不仅成本高，且设备制造商和企业一般没有备品备件，维修周期过长，会增加企业的维修成本。
(3)索雷碳纳米聚合物材料修复技术：该技术也是我们比较常用的立磨本体磨损修复技术，其修复材料是一种由金属粉末、陶瓷材料、碳纳米管、石墨烯新材料等组成的高性能聚合物材料，该材料具有良好的抗磨损性能、热膨胀性能、粘结性能、抗压强度、抗热环境性能、防化学腐蚀性能，在立磨本体磨损修复方面取得了良好的应用效果。
通过上述对比可以看出，对于立磨本体磨损修复来说，比起添加垫片、更换新部件等修复技术来说，索雷技术更为安全可靠，接下来我们欣赏一下该技术在立磨本体磨损修复方面的应用案例。
某企业在遇到立磨本体磨损问题时，是采用索雷技术修复的，先对磨损部位进行表面处理，然后将材料涂抹至待修复部位，等材料固化后即可完成修复。
无需大量繁琐的修复步骤以及工具，不仅可以降低工人劳动强度，还可以大幅缩短企业停机停产时间，降低损失。
金属抗磨自修复材料对球轴承寿命的影响
兰墨 二 Ｚ鱼 轴 承 ２０１１年 ｌＯ期
ＣＮ４１ — １１４８／ＴＨ Ｂｅａｒｉｎｇ ２０１１，Ｎｏ．１０
金 属 抗 磨 自修 复 材 料对 球 轴 承 寿 命 的 影 响
菅瑞雄 ，张伟 ，李兴林 ，陈芳 华
（１．上 海 宝钢 工 业 检 测 公 司 ，上 海 ２０１９００；２．杭 州 轴承 试 验 研 究 中心 ，杭 州 ３１００２２）
滚 动轴 承 疲 劳 寿 命 受 多 因素 综 合 影 响 ，除 了 提 高轴 承原材 料质 量 、改 进 热 处理 和 加 工 工 艺外 ， 改善 轴 承润滑 性 能 ，减 少 因 滚动 体 与 内 、外 圈 之 问 的摩 擦 而造成 的磨 损也 是 延 长轴 承 寿 命 的有效 途 径之 一 ，其 中金 属 抗 磨 自修 复 材 料 由于 其 特 殊 的 润滑 机理 ，已经 成 为近 年来 国 内 、外 滚 动 轴 承摩 擦 学 领域 研究 的热点之 一 【１－２］。
金属抗磨修复剂在环锭细纱机上的初步应用探讨
２９ ３ ２２ ．１ ３４ ２８ －９４ ２．
加金属抗磨修复 荆
性圈 、 隔离圈、 圈簧和锭底构成 ； 其二是Ｄ ２ ３ 系列 锭子 ， 采用连接型弹性下支承形式 ， 滚柱轴承上
支承和下支承由铣有螺旋槽 的钢质弹性连接为
性能特点 ： １１金属抗磨修复剂具有优 良的抗磨性能 ．
１． ． １经磨损表面纳米硬度分析 ，加入金属抗磨 １
修复剂后可以在金属磨损表面生成一层具有较
等； 其三是通过磨损 自修复技术 ， 迫使材料具有 自修复的能力或磨损过程 中通过形成新 的补尝 层来弥补磨损。 前世界各国都在竞相寻找能够 目 同时具有减摩 、 抗磨和修复功能于一体 的磨损 自 修复材料和技术。 目前由国内某公司发明的金属 抗磨修复剂在这一领域已处于领先地位。 环锭细纱机是纺纱机械的重要装备之一 ， 其 特点是 ， 传动距离长 ， 高速零件多 ， 工作环境差 ， 不间断２ ／ 时运转 ， ４， ｂ 单位能耗高 ， 设备 的传动精 度直接影响到成纱质量 、生产效率和经济效益 。
式。 上支承为滚柱轴承， 下支承为 由中心套管 、 弹
变异系数 Ｃ ％ Ｖ 爿 匀翠 Ｈ％ 捻 系数 匀率改替％ 备注
４３ ． Ｏ ３１ ．３ ３ ７２ ２． 豪 『锭 子油
３９ ． ５ ２９ ． ９ ３ ８’ ２ ．． ４５
２ ５ ．７ １Ｂ ｇ ３ ２５ ２ ． －６７ ３．
因此 ， 如何有效地解决零件 的磨损 ， 提高传动精 度是各生产厂家在产品质量 、 生产效率和经济效
益方面所面临的重要问题之一。
高硬度的表面改性层 ， 硬度值较基体的硬度值显 著升高， 提高了零部件 的抗磨性能；
１． ．２经端面摩擦磨损试验表明 在基础油中加 １
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形成类金属陶瓷层，将摩 擦副之间的金属－金属、 金属－化合物膜层摩擦， 转变为金属陶瓷层－金属 陶瓷层摩擦。
从根本上改变金属摩擦机 制，具备低
摩擦系数、抗强摩擦、耐 高温、耐腐蚀等优异性能。
添加一些剂极性物质，在润滑过 程中，极性物质与金属表面反应， 可生成化学吸附膜。化学吸附膜 是添加剂与金属表面以化学键形 式连接生成金属皂。
目前国内和世界上各种金属抗磨减摩及修复技术 及其产品种类繁多，缺乏通用和权威的可比性，既便 有可对比的参数，由于使用环境较为复杂也不便作为 评估标准。金属表面再生磨损自修复技术（简称自修复 技术）的特殊性能，又使其从材料制作、技术工艺、 应用都不同于许多现已知的各种金属抗磨减摩、修复 技术及其产品。我们试从不同的角度，与同类型的金 属抗磨减摩及修复技术及其产品进行一些定性的评价 比较，仅供用户根据自已的专业需要参考：
化学吸附膜。
二、DFR自修复技术的修复及抗磨减摩效果
工程定位
修复效果
抗磨减摩效果
存在问题
DFR材料
可修复的磨损创面不限，
（表面工程技术中 生成厚度可达110徽米， 的表面改性技术 ） 可修复相同厚度的磨损沟
薄膜技术
镀膜吸附力有限，可修复 的磨损创面有限，生成厚
度有限。
润滑介质技术
无修复能力，但可形成油 性保护膜。
大幅度提高材料表面性能 如硬度、耐磨性、耐腐蚀 性等。
薄膜技术 润滑介质技术
利用物理、化学手段将固体表 从阴极电弧镀、磁控溅射、 能在润滑面之间，形成一
面涂覆一层特殊性能的薄膜。 等离子体增强化学气相沉 种柔韧的金属化合物，牢
主要分为物理吸附膜、化学吸 积、热丝化学气相沉积、 附膜、化学反应膜。是目前金 直流等离子体化学气相沉 属抗磨减摩新研究的技术途径，积、化学镀技术为代表的
抱瓦。
能明显改善高速滑动重负 荷下金属抗擦伤能力。
由于同类产品多采用树脂 类化合物，在高温、高压、 强摩擦状态下，脱落和磨 损物增加更多，从而堵塞
油路，拉缸抱瓦。
三、DFR自修复技术的作用介质
工程定位
介质性质
介质的作用
抗磨减摩及修复效果
DFR材料
（表面工程技术中的 表面改性技术 ）
基础机油 添加剂改性机油
薄膜技术
将自修复材料带入摩 擦副，降温。
具有极佳抗磨减摩及 修复的综合效果。
添加一些剂极性物质， 具有较好的抗磨减摩 在润滑过程中，极性 的效果，有一定的修 物质与金属表面反应， 复能力。 可生成化学吸附膜。
润滑介质技术
基础机油和添加剂改 性机油
抗磨、润滑、清洗、 降温
仅有减摩效果，有一 定的抗磨效果，没有 修复功能。
固的吸附在金属摩擦表面， 形成一层自润性能的保护 膜，在润滑过程中能自动
已有多种成熟产品。
薄膜技术。
沉积摩擦面，具有耐磨损、 耐高温、耐腐蚀、抗氧化、
防辐射、导电、导碰、绝
缘。
通过油介质达到减摩、抗磨、 大多数添加剂是极性物质， 形成油性膜具有一定的抗 清洗、降温综合作用。是目前 在润滑过程中，极性物质 磨减摩效果 金属抗磨减摩的主要技术途径。与金属表面反应，可生成
工程定位
四、DFR自修复修复保护层生成机理
生成机理
摩擦副表面性质
表现效果
DFR材料（表
面工程技术中的表 面改性技术 ）
薄膜技术
润滑介质技术
在机械和热作用下形成有空键的 化合物Si-O-( 空键 )、Si-O-OH(空键 )等并释放出水。由于形成 水时氢的吸附作用，促进了化学 键置换过程并形成了新键Si-OOH、Si-O-Fe等。
凹凸面 润滑介质技术 形成摩擦和磨损
金属摩擦副 机油介质
摩擦副在局部高压高温下，润滑油介质添 加剂分解出硫、磷、氯等极性物质、这些极性 物质与金属反应，生成了抗压强度高和抗剪切 强度低的反应膜，将摩擦副两基体金属隔开， 防止胶合的发生。运动过程中，接触着的凸峰 一层一层的被磨掉，尖峰不断降低，接触面积 不断扩大，降低了接触应力，表面逐渐趋向光 滑，改善了润滑状态，由边界润滑逐渐过渡到 混和润滑和部分弹流润滑。
可制备TiN、TiC、TiCN、 TiAIN、DLC（类金刚 石）、金刚石、透明 Al2O3、Ni-P、Cu、Ag 等多种金属及化合物涂层 及其多层复合涂层。形成 金属－金属、金属－化合 物膜层摩擦。
有效减轻汽车发动机内部 的磨损，改善在高温和高 载荷条件下的润滑性能提 高无卡咬负荷（PB）、烧 结负荷（PD）和抗胶合性。
评价角度
一、 二、 三、 四、 五、 六、 七、 八、 九、
工 抗 作作 抗 抗 原 综应
程 磨 用用 磨 磨 料 合用
定 位
减 摩 及 修 复 效 果
介机 质理
减 摩 及 修 复 综 合
减 摩
及 修
复 方 法
及 产 品 成 份
效 益
领 域 内
的
贡
献
率
或
复
技
盖
术
率
指
标
一、DFR自修复技术工程定位
硬度提高HV760以上 干摩擦条件下小于0.007
（ 0.003 — 0.007）
如部件的摩擦副内部存在 裂缝或加工缺陷，可能会 因摩擦系数急速下降、缸 压增加、动力增大或速度 加快，使内部存在裂缝或
加工缺陷提前暴露。
硬度也提高HV500以上
在强摩擦和高温条件下， 可造成修复层或保护层脱 落，且因其形成膜的物理 硬度不够，最终出现磨损 创面加大加深，磨损物增 多，从而堵塞油路，拉缸
对机油进行改性，增强机油膜的 形成油性膜 载荷能力和耐高温能力，保持油 性的摩擦系数，以保持减摩作用。
摩擦系数只能在0.03数量 级，载荷能力和耐高温能 力存在极限。
微观条件下金属摩擦副间摩擦形态
金属摩擦副
凹凸面 形成摩擦和磨损
ห้องสมุดไป่ตู้
金属摩擦副
机油介质
微观条件下润滑介质技术的金属摩擦副间抗磨减摩机理
金属摩擦副
DFR自修复技术特点
____与常规金属抗磨减摩及修复技术的
主要区别
综述
涉及术语的基本概念： 抗磨是指摩擦副在摩擦条件下的耐摩擦或抗摩擦
性质，主要由耐磨材料的硬度决定，主要技术途径是 硬化摩擦面。减摩是指减少摩擦副之间干摩擦条件， 主要由减摩介质的摩擦系数所决定，目前主要技术途 径是机油等油性物质或精加工摩擦面。修复技术是指 摩擦副之间因磨损造成种种磨损创面或磨损沟壑后， 能够予以修复的技术。
工程定位
抗磨减摩途径
技术手段
效果
DFR材料
（表面工程技术中的表 面改性技术 ）
利用现代技术改变材料表面、 亚表面层的成分、结构和性能 的处理技术。是目前金属抗磨 减摩正在研究阶段的最新技术 途径。
表面形变强化、表面相变 强化、离子注入、表面扩 散渗入、化学转化、电化 学转化等。自修复技术为 力化学转化的技术手段。