專利名稱：鐵鉬石墨系高溫自潤滑復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬基高溫自潤滑復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明具體涉及一種可在室溫至450°c使用的鐵鑰石墨系高溫自潤滑復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
研制出具有優(yōu)異耐磨潤滑性能的可在室溫至450°C使用的金屬基高溫自潤滑材料是解決建材行業(yè)(如石膏板烘干機、地板磚燒結(jié)機等)、發(fā)電廠脫硫裝置軌道、長期在400°C 下工作的電動機等在高溫條件下使用摩擦部件的有效途徑。鐵一石墨材料中添加鑰元素時，由于具有雙相組織(固溶體和鐵鑰金屬間化合物)，提高了物理性能和高溫機械性能。 加入軟金屬鉛、錫與石墨、氟化鈰的復(fù)合固體潤滑劑，使其具有優(yōu)異的高溫耐磨潤滑性能。 該類材料在上述行業(yè)中或類似工況下應(yīng)用，可減少甚至消除設(shè)備的高溫潤滑維護工作，減輕工人的勞動強度和降低設(shè)備的維護費用，提高工作效率。因此具有實際的工程意義和很大的市場潛力。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可在室溫至450°C使用的鐵鑰石墨系高溫自潤滑復(fù)合材料及其制備方法。
本發(fā)明所述的材料在室溫至450°C具有優(yōu)異的抗磨特性和良好的自潤滑特性。
根據(jù)本發(fā)明的目的，我們采用的技術(shù)方案如下
鐵鑰石墨系高溫自潤滑復(fù)合材料以鐵(Fe)為材料基體，以鑰(Mo)、鎳(Ni)、銅 (Cu)為基體合金化元素，以石墨、氟化鈰(CeF2)和鉛(Pb)、錫(Sn)復(fù)合而成的復(fù)合潤滑劑為潤滑相，采用混料、冷壓成型、自由燒結(jié)工藝制造。
一種鐵鑰石墨系高溫自潤滑復(fù)合材料，其特征在于該材料由鑰5% 35%、鎳 3% 12%、銅3 10%、鉛1. 5% 7%、錫O. 5% 3%、石墨2 8%、氟化鈰O. 5% 4%以及余量的鐵組成，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計。
本發(fā)明所述材料制備方法為按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)鑰5% 35%、鎳3% 12%、銅3 10%、鉛1. 5% 7%、錫O. 5% 3%、石墨2 8%、氟化鈰O. 5% 4%以及余量的鐵， 稱取鐵粉、鑰粉、鎳粉、銅粉、鉛粉、錫粉及石墨粉和氟化鈰粉，置于混料器中混合8 10小時取出后，稱取所要求的混合料裝入鋼模中，將裝好料的鋼模置于油壓機上，在500MPa 700MPa壓力下壓制，保壓2-5分鐘后脫模，即形成產(chǎn)品毛坯。將產(chǎn)品毛坯置于自由燒結(jié)爐中，在氫氣保護氣氛中，以3 4°C /分鐘升溫，溫度升至1090 1110°C，保溫50 60分鐘；保溫結(jié)束后，自然冷卻至室溫取出產(chǎn)品，直接使用或加工使用。
本發(fā)明所述的制備方法中，鐵粉、鑰粉、鎳粉、銅粉、鉛粉以及錫粉的純度大于等于 99%，粒度小于O. 076mm。
本發(fā)明所述的制備方法中，石墨粉以及氟化鈰的純度大于等于99.5%，粒度小于 O. 050mm。
本發(fā)明的材料在室溫至450°C下具有優(yōu)良的機械性能、抗磨性能、抗氧化性能、耐腐蝕、長壽命并且可實現(xiàn)自潤滑。適用于制造上述溫度范圍的設(shè)備滑動軸承或其它零部件。 本發(fā)明的材料與錫青銅基自潤滑復(fù)合材料(專利號zi 99 126582.3)相比，具有低的成本優(yōu)勢。
具體實施方式
實施例1:
按表5配比稱取物料，在雙錐型混料器中混勻，時間8 10小時。稱取所要求的混合料裝入鋼模中，將裝好料的鋼模置于油壓機上，在620MPa壓力下壓制，保壓3分鐘后脫模，即形成產(chǎn)品毛坯。將產(chǎn)品毛坯置于自由燒結(jié)爐中，在氫氣保護氣氛中，以3 4°C /分鐘升溫，溫度升至1090°C，保溫50分鐘。保溫結(jié)束后，自由冷卻至室溫取出產(chǎn)品。材料性能如下表I和表2所示。
表I實施例1所述材料的密度、布氏硬度和抗壓強度
權(quán)利要求
1.一種鐵鑰石墨系高溫自潤滑復(fù)合材料，其特征在于該材料由鑰5% 35%、鎳3% 12%、銅3 10%、鉛1. 5% 7%、錫O. 5% 3%、石墨2 8%、氟化鈰O. 5% 4%以及余量的鐵組成，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計。
2.如權(quán)利要求1所述的鐵鑰石墨系高溫自潤滑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于該方法按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)鑰5% 35%、鎳3% 12%、銅3 10%、鉛1. 5% 7%、錫O. 5% 3%、 石墨2 8%、氟化鋪O. 5% 4%以及余量的鐵,稱取鐵粉、鑰粉、鎳粉、銅粉、鉛粉、錫粉及石墨粉和氟化鈰粉，置于混料器中混合8 10小時取出后，稱取所要求的混合料裝入鋼模中，將裝好料的鋼模置于油壓機上，在500MPa 700MPa壓力下壓制，保壓2_5分鐘后脫模， 即形成產(chǎn)品毛坯。將產(chǎn)品毛坯置于自由燒結(jié)爐中，在氫氣保護氣氛中，以3 4°C /分鐘升溫，溫度升至1090 1110°C，保溫50 60分鐘；保溫結(jié)束后，自然冷卻至室溫取出產(chǎn)品， 直接使用或加工使用。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于鐵粉、鑰粉、鎳粉、銅粉、鉛粉以及錫粉的純度大于等于99%,粒度小于O. 076mm。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于石墨粉以及氟化鈰的純度大于等于99.5%， 粒度小于O. 050mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬基高溫自潤滑復(fù)合材料及其制備方法。該材料由鉬5％～35％、鎳3％～12％、銅3～10％、鉛1.5％～7％、錫0.5％～3％、石墨2～8％、氟化鈰0.5％～4％以及余量的鐵組成。通過混料、冷壓成型、自由燒結(jié)工藝制備而成。材料在室溫至450℃有優(yōu)良的減摩、抗磨性能、抗氧化、性能、耐腐蝕、長壽命和自潤滑特性，適用于制造在高溫環(huán)境下工作設(shè)備的高溫滑動部件。
文檔編號C22C38/60GK102994914SQ20111027726
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月17日
發(fā)明者王靜波, 趙介箴, 陸龍, 呂晉軍, 郭鴻儒, 馬文林, 張樹偉 申請人:中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所