自修复技术

（一）工业设备金属磨损原因简析

1．设计匹配偏差

工业设备设计时若未充分模拟实际工况（如负载波动、极端温湿度、高频振动等），可能导致摩擦副材料硬度与润滑需求不匹配。例如，齿轮箱齿面接触应力计算误差会加速点蚀，而轴承游隙设计不当易引发偏载磨损。

2．材料性能局限

传统合金材料受制于冶金工艺，表面硬度（HV500-800）与韧性难以兼顾。在交变应力下，金属晶格易产生位错堆积，导致微裂纹扩展，如齿轮箱齿面剥落即为此类典型失效。

3．装配精度失控

传动轴与轴承过盈配合偏差超过±0.005mm时，运行中易产生微动磨损；齿轮啮合间隙超差0.1mm，齿面接触应力将激增40%，加速疲劳磨损。

4．动态摩擦熵增

金属磨损本质是能量耗散过程：摩擦副接触点瞬时温度可达800℃以上，引发表层氧化、相变，形成脆性Fe₃O₄层，在循环载荷下脱落形成磨粒磨损。

5．运维响应滞后

传统离线检测技术（如温度、振动分析）对早期磨损（<0.1mm）的捕捉率不足30%，而润滑油脂污染度超标的处理延迟会导致轴承寿命缩短50%。

（二）金属磨损自修复技术核心原理

1．性能突破

采用矿物质羟基硅酸镁为主要成分，Mg₆[Si₄O₁₀][OH]₈，粒径在1.0-3.0㎛；还有石墨烯纳米材料，粒径在15-60nm，在重载或者高速工况下，通过润滑油（脂）载体带入摩擦副表面，会产生800℃-1200℃摩擦闪温，诱发磨损表面发生内氧化反应，自动形成10㎛以内的超硬、超滑、超耐磨金属陶瓷层，可以自动补偿磨损间隙，提高精度。金属陶瓷层的高硬度比金属表面高1-2倍，同时保持优质合金钢同量级的弹性模量。在金属陶瓷层形成后，摩擦系数μ一般在0.02-0.06，与传统润滑油条件下相比摩擦系数下降了70%以上。不与润滑油发生化学反应，不改变油的粘度和性能指标，使用中无毒副作用，对环境和人体无害，属于绿色环保产品（技术）。

2．技术路径

结合设备运行场景，形成四维修复矩阵：

3．技术优势

免停机维护：无需停机拆解，直接通过润滑系统注入材料，自修复磨损间隙，最大可以恢复到设备原始精度。修复过程与设备运行同步，避免工业设备传统拆卸维修导致的日均数万元停产损失；

寿命倍增效应：金属陶瓷层与基体冶金结合，轴承、齿轮大修周期可以延长1倍以上，维修成本降低30%；

性能优化：降低摩擦系数，减少振动和温升，提升齿轮箱、轴承等部件的抗疲劳性和耐磨性。  

能效提升：节能增效3%以上，单台工业设备年节能可达数万kW·h。