专利摘要

专利摘要

本发明公开了一种提高镁合金润滑油工况疲劳性能的方法，其特征在于：将镁合金制备成易于疲劳试验机夹持的样品，利用疲劳试验机，在室温25℃环境下对上述样品采用低于屈服极限的拉‑压循环应力载荷进行预加载，预加载完成后，将样品置于含有纳米级高炉钛渣作添加剂的润滑油中进行浸泡处理，浸泡2至4小时后取出样品，并将样品表面进行除油处理，完成对镁合金样品的处理。本发明采用低应力循环预加载结合纳米材料表面修复的技术，可以细化镁合金晶粒、提高材料疲劳强度，同时利用纳米级高炉钛渣对镁合金材料表面的缺陷或不平整处进行表面修复，可以有效减缓或防止镁合金材料润滑油工况下的腐蚀，大大提高镁合金材料润滑油工况下的疲劳性能。

权利要求

1.一种提高镁合金润滑油工况疲劳性能的方法，其特征在于：将镁合金制备成易于疲劳试验机夹持的样品，利用疲劳试验机，在室温25℃环境下对上述样品采用低于屈服极限的拉-压循环应力载荷进行预加载，预加载完成后，将样品置于含有纳米级高炉钛渣作添加剂的润滑油中进行浸泡处理，浸泡2至4小时后取出样品，并将样品表面进行除油处理，完成对镁合金样品的处理；

所述的镁合金为铸造镁合金或变形镁合金；

所述的镁合金样品，表面粗糙度为0.8至0.2；

所述的纳米级高炉钛渣，粒度在10nm～100nm间；

所述的润滑油为新油，酸值小于或等于0.1mgKOH/g；

所述的润滑油为矿物润滑油、半合成润滑油或全合成润滑油中的任意一种。

2.根据权利要求1所述的一种提高镁合金润滑油工况疲劳性能的方法，其特征在于：所述的利用疲劳试验机对镁合金样品采用低于屈服极限的拉-压循环应力载荷进行预加载，镁合金为铸造镁合金，拉-压循环应力载荷中的最大应力为屈服极限的10%至20%，应力比为0，预加载的循环次数为5000至10000周次。

3.根据权利要求1所述的一种提高镁合金润滑油工况疲劳性能的方法，其特征在于：所述的利用疲劳试验机对镁合金样品采用低于屈服极限的拉-压循环应力载荷进行预加载，镁合金为变形镁合金，拉-压循环应力载荷中的最大应力为屈服极限的20%至40%，应力比为0，预加载的循环次数为1000至10000周次。

4.根据权利要求1所述的一种提高镁合金润滑油工况疲劳性能的方法，其特征在于：所述的含有纳米级高炉钛渣作添加剂的润滑油，纳米级高炉钛渣的含量为润滑油质量的0.5%至1.25%。

5.根据权利要求1所述的一种提高镁合金润滑油工况疲劳性能的方法，其特征在于：所述的纳米级高炉钛渣，其TiO2的含量为15%～25%(质量百分比)，同时SiO2的含量为15%～20%(质量百分比)。

说明书

技术领域

本专利属于镁合金材料性能的技术领域，是针对提高镁合金润滑油工况疲劳性能的方法。

背景技术

近年来，得益于我国对汽车油耗、排放和汽车轻量化的逐渐重视，镁合金在汽车领域得到了广泛的应用，被视为汽车工业最有应用潜力的金属材料。按成形工艺，镁合金分为铸造镁合金和变形镁合金，应用部件涵盖动力系统、传动系统、机件壳罩等多个系统，研究如何提高镁合金的疲劳性能是当前镁合金材料研究的热点和重点。

目前，关于增强镁合金疲劳性能的研究主要侧重于稀土元素添加、热处理、预变形等方面，对于实际工况下的疲劳性能研究非常缺乏。另外，汽车动力系统和传动系统部件大都属于润滑油系统构件，在实际使用中润滑油的酸值会随着使用过程中的烃类氧化生成有机酸而增加，使得润滑油的腐蚀性增加，此时，如何防止或减缓润滑油对材料表面缺陷或不平整处的侵蚀，是防止疲劳裂纹萌生、增强材料疲劳性能的重要因素。

另外，目前有研究表明在润滑油中可以利用纳米材料作为添加剂进行材料表面的缺陷修复，如在润滑油中加入纳米铜、纳米TiO2等纳米材料作为添加剂，可以对材料的摩擦表面进行修复，形成相应的自修复膜，提高材料的抗摩擦性能。但上述作为润滑油添加剂的纳米材料的价格较贵，因此目前的应用非常有限。同时单纯采用纳米材料作为润滑油添加剂进行材料的表面修复，主要针对的是材料表面的性能强化，对于材料内部结构强化等方面的作用较为有限。

综上所述，对于汽车润滑油系统中的镁合金部件，如何找到行之有效同时成本较低的处理方法，以提高镁合金部件在润滑油系统中的疲劳性能，对于镁合金材料在汽车领域的应用意义极大。

发明内容

本发明的目的在于：针对汽车领域润滑油工况下的镁合金部件在使用过程中存在的润滑油腐蚀对材料疲劳性能的影响，提出一种提高镁合金润滑油工况疲劳性能的方法，该方法不仅可以细化材料晶粒、提高材料疲劳强度，同时还可以对材料表面的缺陷或不平整处进行修复，以减缓及防止润滑油对材料表面缺陷或不平整处的侵蚀，达到防止疲劳裂纹萌生、增强材料疲劳性能的目的。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种提高镁合金润滑油工况疲劳性能的方法，将镁合金制备成易于疲劳试验机夹持的样品，利用疲劳试验机，在室温25℃环境下对上述样品采用低于屈服极限的拉-压循环应力载荷进行预加载，预加载完成后，将样品置于含有纳米级高炉钛渣作添加剂的润滑油中进行浸泡处理，浸泡2至4小时后取出样品，并将样品表面进行除油处理，完成对镁合金样品的处理。

进一步，所述的镁合金为铸造镁合金或变形镁合金。

进一步，所述的镁合金样品，表面粗糙度为0.8至0.2。

进一步，所述的纳米级高炉钛渣，粒度在10nm～100nm间。

进一步，所述的润滑油为新油，酸值小于或等于0.1mgKOH/g。

进一步，所述的润滑油为矿物润滑油、半合成润滑油或全合成润滑油中的任意一种。

进一步，所述的利用疲劳试验机对镁合金样品采用低于屈服极限的拉-压循环应力载荷进行预加载，如镁合金为铸造镁合金，拉-压循环应力载荷中的最大应力为屈服极限的10%至20%，应力比为0，预加载的循环次数为5000至10000周次。

进一步，所述的利用疲劳试验机对镁合金样品采用低于屈服极限的拉-压循环应力载荷进行预加载，如镁合金为变形镁合金，拉-压循环应力载荷中的最大应力为屈服极限的20%至40%，应力比为0，预加载的循环次数为1000至10000周次。

进一步，所述的含有纳米级高炉钛渣作添加剂的润滑油，纳米级高炉钛渣的含量为润滑油质量的0.5%至1.25%。

进一步，所述的纳米级高炉钛渣，其TiO2的含量为15%～25%(质量百分比)，同时SiO2的含量为15%～20%(质量百分比)。

本发明的有益效果包括如下几方面。

1) 针对镁合金材料，采用低于屈服极限的拉-压循环应力载荷进行预加载，可以细化材料晶粒、提高材料疲劳强度。同时，针对铸造镁合金和变形镁合金，分别选取不同的拉-压循环应力载荷预加载的最大应力，可以对镁合金的晶粒细化起到更好的效果，且不会造成材料的疲劳损伤。另外，拉-压循环应力载荷的应力比为0(即最小应力为0，每次循环完全卸载)，可以防止预加载过程中的失稳，同时也让材料在预加载的每次循环过程中不存在残余应力，避免造成相应的材料损伤。

2) 在本发明中，将采用低于屈服极限的拉-压循环应力载荷进行预加载后的镁合金材料置于含有纳米级高炉钛渣作添加剂的润滑油中进行浸泡处理，润滑油中的纳米级高炉钛渣可以对材料表面的缺陷或不平整处进行修复，形成相应的修复膜。相对于单纯的纳米材料修复而言，经过循环应力载荷预加载后的材料表面的缺陷或不平整处暴露的更为充分，此时采用纳米级高炉钛渣进行修复，能够充分的对材料表面的缺陷或不平整处进行修复，修复效果较不经预循环加载直接进行表面修复的效果明显为好。

3) 在本发明中，采用纳米级高炉钛渣作为润滑油添加剂进行镁合金材料的表面修复，纳米级高炉钛渣的产品原料来自于钒钛磁铁矿高炉冶炼后的炉渣(即高炉钛渣)，属于固废物回收，相较于纳米铜、纳米TiO2等修复材料而言，成本优势非常明显。另外，高炉钛渣矿相复杂，主要的矿相为钙钛矿、攀钛透辉石、富钛透辉石和镁铝尖晶石，化学性质稳定，不溶于一般的酸碱，利用纳米级高炉钛渣修复材料表面缺陷或不平整处形成的修复膜，相较纳米铜、纳米TiO2等材料来说更为稳定，耐腐蚀性更强，能够有效的减缓或防止润滑油使用过程中酸值增加带来的腐蚀性的影响，从而增强润滑油工况下材料的疲劳性能。

4) 本发明方法工艺简单易行，同时用以表面修复的纳米级高炉钛渣的原料属于固废物回收，成本极低，整体的技术、经济优势十分明显。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

如图所示，本实施例一种提高镁合金润滑油工况疲劳性能的方法，包括以下步骤：

1) 将镁合金制备成易于疲劳试验机夹持的样品，利用疲劳试验机，在室温25℃环境下对上述样品采用低于屈服极限的拉-压循环应力载荷进行预加载，预加载完成后，将样品置于含有纳米级高炉钛渣作添加剂的润滑油中进行浸泡处理，浸泡2至4小时后取出样品，并将样品表面进行除油处理，完成对镁合金样品的处理。其中，镁合金可以为铸造镁合金，也可以为变形镁合金；镁合金样品的表面粗糙度为0.8至0.2；纳米级高炉钛渣的粒度为10nm～100nm；用以浸泡的润滑油为新油，酸值小于或等于0.1mgKOH/g；用以浸泡的润滑油为矿物润滑油、半合成润滑油或全合成润滑油中的任意一种。

2) 上述步骤1)中，如镁合金样品的材料为铸造镁合金，则拉-压循环应力载荷预加载中的最大应力为屈服极限的10%至20%，应力比为0，预加载的循环次数为5000至10000周次。

3) 上述步骤1)中，如镁合金样品的材料为变形镁合金，则拉-压循环应力载荷预加载中的最大应力为屈服极限的20%至40%，循环应力比为0，预加载的循环次数为1000至10000周次。

4) 上述步骤1)中，含有纳米级高炉钛渣作添加剂的润滑油中，纳米级高炉钛渣的含量为润滑油质量的0.5%至1.25%。

5) 上述步骤1)中，作为润滑油添加剂所用的纳米级高炉钛渣，其TiO2的含量为15%～25%(质量百分比)，同时SiO2的含量为15%～20%(质量百分比)。

本发明采用低应力循环预加载结合纳米材料表面修复的技术，可以细化镁合金晶粒、提高材料疲劳强度，同时利用纳米级高炉钛渣对镁合金材料表面的缺陷或不平整处进行表面修复，可以有效的减缓或防止镁合金材料润滑油工况下的腐蚀，以大大提高镁合金材料润滑油工况下的疲劳性能。本发明方法工艺简单易行，同时用以表面修复的纳米级高炉钛渣的原料属于固废物回收，成本极低，整体的技术、经济优势十分明显。

第1实施例：

1) 将镁合金制备成易于疲劳试验机夹持的样品，利用疲劳试验机，在室温25℃环境下对上述样品采用低于屈服极限的拉-压循环应力载荷进行预加载，预加载完成后，将样品置于含有纳米级高炉钛渣作添加剂的润滑油中进行浸泡处理，浸泡2小时后取出样品，并将样品表面进行除油处理，完成对镁合金样品的处理。其中，镁合金为铸造镁合金；镁合金样品的表面粗糙度为0.8；纳米级高炉钛渣的粒度为100nm；用以浸泡的润滑油为矿物润滑油，且为新油，酸值为0.1mgKOH/g。

2) 上述步骤1)中，拉-压循环应力载荷预加载中的最大应力为屈服极限的10%，应力比为0，预加载的循环次数为10000周次。

3) 上述步骤1)中，含有纳米级高炉钛渣作添加剂的润滑油中，纳米级高炉钛渣的含量为润滑油质量的0.5%。

4) 上述步骤1)中，作为润滑油添加剂所用的纳米级高炉钛渣，其TiO2的含量为15%(质量百分比)，同时SiO2的含量为15%(质量百分比)。

本实施例采用低应力循环预加载结合纳米材料表面修复的技术，可以细化镁合金晶粒、提高材料疲劳强度，同时利用纳米级高炉钛渣对镁合金材料表面的缺陷或不平整处进行表面修复，可有效的减缓或防止镁合金材料润滑油工况下的腐蚀，大大提高镁合金材料润滑油工况下的疲劳性能。方法简单易行，整体的技术、经济优势十分明显。

第2实施例：

1) 将镁合金制备成易于疲劳试验机夹持的样品，利用疲劳试验机，在室温25℃环境下对上述样品采用低于屈服极限的拉-压循环应力载荷进行预加载，预加载完成后，将样品置于含有纳米级高炉钛渣作添加剂的润滑油中进行浸泡处理，浸泡3小时后取出样品，并将样品表面进行除油处理，完成对镁合金样品的处理。其中，镁合金为铸造镁合金；镁合金样品的表面粗糙度为0.5；纳米级高炉钛渣的粒度为50nm；用以浸泡的润滑油为半合成润滑油，且为新油，酸值为0.08mgKOH/g。

2) 上述步骤1)中，拉-压循环应力载荷预加载中的最大应力为屈服极限的15%，应力比为0，预加载的循环次数为7500周次。

3) 上述步骤1)中，含有纳米级高炉钛渣作添加剂的润滑油中，纳米级高炉钛渣的含量为润滑油质量的1.0%。

4) 上述步骤1)中，作为润滑油添加剂所用的纳米级高炉钛渣，其TiO2的含量为20%(质量百分比)，同时SiO2的含量为17.5%(质量百分比)。

本实施例采用低应力循环预加载结合纳米材料表面修复的技术，可以细化镁合金晶粒、提高材料疲劳强度，同时利用纳米级高炉钛渣对镁合金材料表面的缺陷或不平整处进行表面修复，可有效的减缓或防止镁合金材料润滑油工况下的腐蚀，大大提高镁合金材料润滑油工况下的疲劳性能。方法简单易行，整体的技术、经济优势十分明显。

第3实施例：

1) 将镁合金制备成易于疲劳试验机夹持的样品，利用疲劳试验机，在室温25℃环境下对上述样品采用低于屈服极限的拉-压循环应力载荷进行预加载，预加载完成后，将样品置于含有纳米级高炉钛渣作添加剂的润滑油中进行浸泡处理，浸泡4小时后取出样品，并将样品表面进行除油处理，完成对镁合金样品的处理。其中，镁合金为铸造镁合金；镁合金样品的表面粗糙度为0.2；纳米级高炉钛渣的粒度为10nm；用以浸泡的润滑油为全合成润滑油，且为新油，酸值为0.06mgKOH/g。

2) 上述步骤1)中，拉-压循环应力载荷预加载中的最大应力为屈服极限的20%，应力比为0，预加载的循环次数为5000周次。

3) 上述步骤1)中，含有纳米级高炉钛渣作添加剂的润滑油中，纳米级高炉钛渣的含量为润滑油质量的1.25%。

4) 上述步骤1)中，作为润滑油添加剂所用的纳米级高炉钛渣，其TiO2的含量为25%(质量百分比)，同时SiO2的含量为20%(质量百分比)。

本实施例采用低应力循环预加载结合纳米材料表面修复的技术，可以细化镁合金晶粒、提高材料疲劳强度，同时利用纳米级高炉钛渣对镁合金材料表面的缺陷或不平整处进行表面修复，可有效的减缓或防止镁合金材料润滑油工况下的腐蚀，大大提高镁合金材料润滑油工况下的疲劳性能。方法简单易行，整体的技术、经济优势十分明显。

第4实施例：

1) 将镁合金制备成易于疲劳试验机夹持的样品，利用疲劳试验机，在室温25℃环境下对上述样品采用低于屈服极限的拉-压循环应力载荷进行预加载，预加载完成后，将样品置于含有纳米级高炉钛渣作添加剂的润滑油中进行浸泡处理，浸泡2小时后取出样品，并将样品表面进行除油处理，完成对镁合金样品的处理。其中，镁合金为变形镁合金；镁合金样品的表面粗糙度为0.8；纳米级高炉钛渣的粒度为100nm；用以浸泡的润滑油为矿物润滑油，且为新油，酸值为0.05mgKOH/g。

2) 上述步骤1)中，拉-压循环应力载荷预加载中的最大应力为屈服极限的20%，应力比为0，预加载的循环次数为10000周次。

3) 上述步骤1)中，含有纳米级高炉钛渣作添加剂的润滑油中，纳米级高炉钛渣的含量为润滑油质量的0.5%。

4) 上述步骤1)中，作为润滑油添加剂所用的纳米级高炉钛渣，其TiO2的含量为15%(质量百分比)，同时SiO2的含量为15%(质量百分比)。

本实施例采用低应力循环预加载结合纳米材料表面修复的技术，可以细化镁合金晶粒、提高材料疲劳强度，同时利用纳米级高炉钛渣对镁合金材料表面的缺陷或不平整处进行表面修复，可有效的减缓或防止镁合金材料润滑油工况下的腐蚀，大大提高镁合金材料润滑油工况下的疲劳性能。方法简单易行，整体的技术、经济优势十分明显。

第5实施例：

1) 将镁合金制备成易于疲劳试验机夹持的样品，利用疲劳试验机，在室温25℃环境下对上述样品采用低于屈服极限的拉-压循环应力载荷进行预加载，预加载完成后，将样品置于含有纳米级高炉钛渣作添加剂的润滑油中进行浸泡处理，浸泡3小时后取出样品，并将样品表面进行除油处理，完成对镁合金样品的处理。其中，镁合金为变形镁合金；镁合金样品的表面粗糙度为0.5；纳米级高炉钛渣的粒度为50nm；用以浸泡的润滑油为半合成润滑油，且为新油，酸值为0.035mgKOH/g。

2) 上述步骤1)中，拉-压循环应力载荷预加载中的最大应力为屈服极限的30%，应力比为0，预加载的循环次数为5000周次。

3) 上述步骤1)中，含有纳米级高炉钛渣作添加剂的润滑油中，纳米级高炉钛渣的含量为润滑油质量的1.0%。

4) 上述步骤1)中，作为润滑油添加剂所用的纳米级高炉钛渣，其TiO2的含量为20%(质量百分比)，同时SiO2的含量为17.5%(质量百分比)。

本实施例采用低应力循环预加载结合纳米材料表面修复的技术，可以细化镁合金晶粒、提高材料疲劳强度，同时利用纳米级高炉钛渣对镁合金材料表面的缺陷或不平整处进行表面修复，可有效的减缓或防止镁合金材料润滑油工况下的腐蚀，大大提高镁合金材料润滑油工况下的疲劳性能。方法简单易行，整体的技术、经济优势十分明显。

第6实施例：

1) 将镁合金制备成易于疲劳试验机夹持的样品，利用疲劳试验机，在室温25℃环境下对上述样品采用低于屈服极限的拉-压循环应力载荷进行预加载，预加载完成后，将样品置于含有纳米级高炉钛渣作添加剂的润滑油中进行浸泡处理，浸泡4小时后取出样品，并将样品表面进行除油处理，完成对镁合金样品的处理。其中，镁合金为变形镁合金；镁合金样品的表面粗糙度为0.2；纳米级高炉钛渣的粒度为10nm；用以浸泡的润滑油为全合成润滑油，且为新油，酸值为0.01mgKOH/g。

2) 上述步骤1)中，拉-压循环应力载荷预加载中的最大应力为屈服极限的40%，应力比为0，预加载的循环次数为1000周次。

3) 上述步骤1)中，含有纳米级高炉钛渣作添加剂的润滑油中，纳米级高炉钛渣的含量为润滑油质量的1.25%。

4) 上述步骤1)中，作为润滑油添加剂所用的纳米级高炉钛渣，其TiO2的含量为25%(质量百分比)，同时SiO2的含量为20%(质量百分比)。

本实施例采用低应力循环预加载结合纳米材料表面修复的技术，可以细化镁合金晶粒、提高材料疲劳强度，同时利用纳米级高炉钛渣对镁合金材料表面的缺陷或不平整处进行表面修复，可有效的减缓或防止镁合金材料润滑油工况下的腐蚀，大大提高镁合金材料润滑油工况下的疲劳性能。方法简单易行，整体的技术、经济优势十分明显。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

一种提高镁合金润滑油工况疲劳性能的方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。