一種金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明所述金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料包括：金屬基體、復(fù)合于金屬基體表面的混合層，所述混合層包括銅合金與自潤(rùn)滑材料。本發(fā)明還提供了金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：a）在金屬基體的表面燒結(jié)銅合金粉，使所述金屬基體表面形成銅合金層；b）在所述銅合金層表面刮涂或浸涂潤(rùn)滑材料，然后抽真空，得到金屬板，將所述金屬板烘干；c）重復(fù)步驟b）多次；d）將步驟c）得到的金屬板進(jìn)行燒結(jié)，得到金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料。本發(fā)明通過抽真空的方式，并重復(fù)抽真空的操作，使金屬基體表面形成致密且自潤(rùn)滑材料彌散分布于銅合金中的混合層，使金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料潤(rùn)滑性與耐磨性較好。
【專利說明】一種金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及復(fù)合材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料及其制備方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 滑動(dòng)軸承是在滑動(dòng)摩擦下工作的軸承。對(duì)于高速、重載、高精度以及結(jié)構(gòu)上需要剖 分的場(chǎng)合，需采用滑動(dòng)軸承。目前，使用較多的是鋼-銅合金層疊復(fù)合材料制成的滑動(dòng)軸 承，該類軸承承載力大、耐磨性好，使用成本低。但是滑動(dòng)軸承在使用過程中必須要進(jìn)行充 分的潤(rùn)滑，而在使用初期額外添加的潤(rùn)滑劑不能充分進(jìn)入摩擦表面，潤(rùn)滑不充分，從而造成 早期磨損或"咬軸"現(xiàn)象。針對(duì)鋼-銅合金復(fù)合材料滑動(dòng)軸承的缺點(diǎn)，研究者開發(fā)了新型的 滑動(dòng)軸承材料，即在基體材料表面涂覆潤(rùn)滑層。
[0003] 例如：申請(qǐng)?zhí)枮?00720068200. 6的中國專利公開了一種噴涂有潤(rùn)滑層的雙金屬 軸承，所述軸承包括至少由鋼和銅合金兩種材料層疊的復(fù)合材料制成的開口軸承或平板， 在所述銅合金層表面噴涂有一層潤(rùn)滑膜。申請(qǐng)?zhí)枮?00810153158. 7的中國專利公開了一 種耐磨銅基梯度材料及其制備方法，該材料具有三層結(jié)構(gòu)，一外層材質(zhì)為銅-氧化鋯，另一 外層材質(zhì)為銅-石墨，中間層材質(zhì)為純銅?；瑒?dòng)軸承在實(shí)際應(yīng)用過程中，需要具有較好的潤(rùn) 滑性與耐磨性。上述兩個(gè)專利中公開的軸承具有較好的潤(rùn)滑耐磨性，但是仍然不是很理想。 由此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料及其制備方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料的制備方法，本發(fā)明 制備的金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料具有較好的潤(rùn)滑性與耐磨性。
[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料的制備方法，包括以下步 驟：
[0006] a)在金屬基體的表面燒結(jié)銅合金粉，使所述金屬基體表面形成銅合金層；
[0007] b)在所述銅合金層表面刮涂或浸涂自潤(rùn)滑材料，然后抽真空，得到金屬板，將所述 金屬板烘干；
[0008] c)重復(fù)步驟b)多次；
[0009] d)將步驟c)得到的金屬板進(jìn)行燒結(jié)，得到金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料。
[0010] 優(yōu)選的，所述銅合金粉的粒徑為60目?200目。
[0011] 優(yōu)選的，所述銅合金層的厚度大于0. 3_。
[0012] 優(yōu)選的，所述自潤(rùn)滑材料為高分子材料和無機(jī)固體自潤(rùn)滑材料中的一種或兩種。
[0013] 優(yōu)選的，所述高分子材料為聚四氟乙烯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚甲醛和聚醚醚酮中 的一種或多種。
[0014] 優(yōu)選的，所述無機(jī)固體自潤(rùn)滑材料包括二硫化鑰和石墨中的一種或兩種。
[0015] 優(yōu)選的，步驟b)中所述抽真空的真空度為大于0. 07MPa。
[0016] 本發(fā)明還提供了一種金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料，包括：金屬基體、復(fù)合于所述金屬基 體表面的混合層，所述混合層包括銅合金與自潤(rùn)滑材料。
[0017] 優(yōu)選的，所述混合層的厚度大于0. 3mm。
[0018] 優(yōu)選的，所述自潤(rùn)滑材料為高分子材料和無機(jī)固體自潤(rùn)滑材料中的一種或兩種。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料，所述金屬基自潤(rùn)滑 復(fù)合材料包括：金屬基體、復(fù)合于金屬基體表面的混合層，所述混合層包括銅合金與自潤(rùn)滑 材料。本發(fā)明還提供了所述金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料的制備方法，首先在金屬基體表面燒結(jié) 銅合金粉，在金屬基體表面形成銅合金層，然后在銅合金層表面刮涂或浸涂自潤(rùn)滑材料，抽 真空后烘干，使自潤(rùn)滑材料滲透進(jìn)銅合金層中，以使自潤(rùn)滑材料在銅合金層中彌散分布，并 重復(fù)多次，最后將材料進(jìn)行燒結(jié)，從而得到金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料。本申請(qǐng)通過在銅合金 層表面多次刮涂自潤(rùn)滑材料，并通過抽真空，使自潤(rùn)滑材料滲透進(jìn)銅層中，形成致密的混合 層，使金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料具有較好的潤(rùn)滑耐磨性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料混合層的金相照片。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是 應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的 限制。
[0023] 本發(fā)明實(shí)施例公開了一種金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料，所述金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料包 括：金屬基體、復(fù)合于所述金屬基體表面的混合層，所述混合層包括銅合金與自潤(rùn)滑材料。
[0024] 按照本發(fā)明，所述金屬自潤(rùn)滑復(fù)合材料的厚度優(yōu)選為1?30mm，混合層的厚度優(yōu) 選大于0· 3mm，更優(yōu)選為0· 5?3mm。
[0025] 本發(fā)明中所述金屬基體包括但不限于碳鋼、不銹鋼或銅，本申請(qǐng)優(yōu)選為冷軋?zhí)间?薄板或冷乳碳鋼帶。所述銅合金中至少包括銅元素，還包括其它合金元素，所述其它合金元 素優(yōu)選為錫、鋅、鋁、鉛、錳、鐵和鎳中的一種或多種。因此，所述銅合金可以為銅、錫和鉛的 合金，也可以為銅和錫的合金，還可以為銅和錫、鋅、鋁、鉛、錳、鐵、鎳元素的復(fù)雜合金；所述 銅合金的組成可以為l〇wt%的錫，10wt%的鉛，余量的銅，也可以為8wt%?13wt%的錫，余 量的銅。所述銅合金與潤(rùn)滑材料的質(zhì)量比優(yōu)選為1 : (〇. 02?0. 2)，更優(yōu)選為1 : (0. 05? 0· 15)。
[0026] 所述自潤(rùn)滑材料可以為高分子材料，也可以為無機(jī)固體自潤(rùn)滑材料，也可以為高 分子材料與無機(jī)固體自潤(rùn)滑材料的混合物。所述高分子材料優(yōu)選為聚四氟乙烯、聚酰胺、聚 酰亞胺、聚甲醛和聚醚醚酮中的一種或多種，更優(yōu)選為聚四氟乙烯；所述無機(jī)固體自潤(rùn)滑材 料優(yōu)選為二硫化鑰和石墨中的一種或兩種。若將本發(fā)明的金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料在高溫下 使用，所述自潤(rùn)滑材料優(yōu)選為二硫化鑰或石墨中的一種或兩種。作為優(yōu)選方案，所述自潤(rùn)滑 材料為石墨、二硫化鑰與聚四氟乙烯的液態(tài)糊狀混合物，所述聚四氟乙烯的含量?jī)?yōu)選大于 50wt%。作為優(yōu)選方案，所述石墨、二硫化鑰與聚四氟乙烯的質(zhì)量比優(yōu)選為（0. 2?0. 3) :1 : (3?4)。所述聚四氟乙烯摩擦系數(shù)較低，一般情況下為0. 04?0. 05,在高負(fù)荷下摩擦系數(shù) 為0. 016,其呈層狀結(jié)構(gòu)，同一層結(jié)合力較強(qiáng)，但層間結(jié)合力卻很弱，極易相對(duì)滑動(dòng)。二硫化 鑰屬于六方晶系的層狀結(jié)構(gòu)，極易從層與層之間劈開，因此具有良好的自潤(rùn)滑性能，二硫化 鑰能較強(qiáng)的吸附在金屬表面，即使在摩擦?xí)r也不易破壞，因此能承受較高的負(fù)荷。本發(fā)明所 述的金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料表面潤(rùn)滑材料彌散分布于銅合金層中。
[0027] 本發(fā)明提供了一種金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料，所述金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料，包括金 屬基體與金屬基體表面的混合層，所述混合層由銅合金與自潤(rùn)滑材料組成。由于金屬基體 表面復(fù)合有混合層，混合層中自潤(rùn)滑材料彌散分布于銅合金之間，從而使金屬基自潤(rùn)滑復(fù) 合材料具有較好的耐磨潤(rùn)滑性。本發(fā)明所述金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料經(jīng)過機(jī)械加工得到滑板 或軸套，所述機(jī)械加工為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，本發(fā)明沒有特別的限制。本發(fā)明金屬基自 潤(rùn)滑復(fù)合材料制備的滑板或軸套可以應(yīng)用于汽車輪胎模具，其在實(shí)際工況應(yīng)用過程中，由 于工作環(huán)境溫度較高，且有一定的壓力施加在金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料上，因此，復(fù)合材料混 合層中的自潤(rùn)滑材料，受熱膨脹，壓力擠壓，混合層中的潤(rùn)滑材料擠出至混合層表面，從而 達(dá)到潤(rùn)滑效果。
[0028] 本發(fā)明還提供了一種金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0029] a)在金屬基體的表面燒結(jié)銅合金粉，使所述金屬基體表面形成銅合金層；
[0030] b)在所述銅合金層表面刮涂或浸涂自潤(rùn)滑材料，然后抽真空，得到金屬板，將所述 金屬板烘干；
[0031] c)重復(fù)步驟b)多次；
[0032] d)將步驟c)得到的金屬板進(jìn)行燒結(jié)，得到金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料。
[0033] 按照本發(fā)明，在制備金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料的過程中，首先在金屬基體表面燒結(jié) 銅合金粉，使所述金屬基體表面形成銅合金層。其中，所述金屬基體包括但不限于碳鋼、 不銹鋼或銅，本申請(qǐng)優(yōu)選為冷軋?zhí)间摫“寤蚶滠執(zhí)间搸?。若金屬基體為表面鍍銅的冷軋?zhí)?鋼薄板，所述燒結(jié)優(yōu)選在具有九個(gè)區(qū)域的燒結(jié)爐中進(jìn)行，所述燒結(jié)的線速度優(yōu)選為260? 350mm/min，一區(qū)?二區(qū)的燒結(jié)溫度優(yōu)選為750°C?840°C，三區(qū)?九區(qū)的燒結(jié)溫度優(yōu)選為 810°C?840°C。若金屬基體為冷軋?zhí)间搸В鰺Y(jié)優(yōu)選在具有十二個(gè)區(qū)域的燒結(jié)爐中 進(jìn)行，所述燒結(jié)的線速度優(yōu)選為590?610mm/min，一區(qū)?二區(qū)的燒結(jié)溫度優(yōu)選為700? 820°C，三區(qū)?十二區(qū)的燒結(jié)溫度優(yōu)選為790?820°C。上述燒結(jié)在多個(gè)區(qū)域進(jìn)行以保證銅 合金層緊密的與金屬基體相結(jié)合。
[0034] 本發(fā)明中所述銅合金粉的粒徑優(yōu)選為60目?200目，更優(yōu)選為100目?140目， 所述銅合金粉的粒徑較大，保證了得到的銅合金層承載力較大，且有利于自潤(rùn)滑材料較多 的滲透至銅合金粉的空隙中。所述銅合金粉中至少包括銅粉；所述銅合金粉中還包括其它 合金元素的粉末，所述其它合金元素優(yōu)選為錫、鋅、鋁、鉛、錳、鐵和鎳中的一種或多種。所述 金屬復(fù)合材料的厚度優(yōu)選為1?30mm，銅合金層的厚度優(yōu)選為0. 5?3mm。
[0035] 在所述銅合金層燒結(jié)完成后，本發(fā)明在銅合金層表面刮涂或浸涂自潤(rùn)滑材料，并 抽真空，得到金屬板。所述自潤(rùn)滑材料可以為高分子材料，也可以為無機(jī)固體自潤(rùn)滑材料， 也可以為高分子材料與無機(jī)固體自潤(rùn)滑材料的混合物。所述高分子材料優(yōu)選為聚四氟乙 烯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚甲醛和聚醚醚酮中的一種或多種，更優(yōu)選為聚四氟乙烯；所述無機(jī) 固體自潤(rùn)滑材料優(yōu)選為二硫化鑰和石墨中的一種或兩種。若將本發(fā)明的金屬基自潤(rùn)滑復(fù) 合材料在高溫下使用，所述自潤(rùn)滑材料優(yōu)選為二硫化鑰或石墨中的一種或兩種。作為優(yōu)選 方案，所述自潤(rùn)滑材料為石墨、二硫化鑰與聚四氟乙烯的液態(tài)糊狀混合物，所述聚四氟乙烯 的含量?jī)?yōu)選大于50wt%。作為優(yōu)選方案，所述石墨、二硫化鑰與聚四氟乙烯的質(zhì)量比優(yōu)選為 (0· 2 ?0· 3) :1 :(3 ?4)。
[0036] 按照本發(fā)明，在所述銅合金層表面刮涂或浸涂自潤(rùn)滑材料。所述刮涂為本領(lǐng)域技 術(shù)人員熟知的方式，優(yōu)選采用刮刀在銅合金層表面刮涂；所述浸涂為將燒結(jié)有銅合金層的 金屬基體置于潤(rùn)滑材料中進(jìn)行浸涂。本發(fā)明優(yōu)選采用刮涂的方式在銅合金層表面刮涂自 潤(rùn)滑材料。在銅合金層表面刮涂或浸涂自潤(rùn)滑材料后，本申請(qǐng)將其優(yōu)選置于真空裝置容器 中進(jìn)行抽真空，使自潤(rùn)滑材料能夠滲透進(jìn)銅合金層的空隙中。所述抽真空的真空度大于 0. 07MPa，優(yōu)選為0. 08MPa?0. 09MPa，若真空度過小則殘留氣體多，自潤(rùn)滑材料進(jìn)入銅合金 層不充分。
[0037] 采用刮涂的方式在銅合金層表面涂覆自潤(rùn)滑材料，若抽真空之后銅合金層面凹陷 則補(bǔ)刮自潤(rùn)滑材料。然后將金屬板進(jìn)行烘干以去除自潤(rùn)滑材料中的溶劑，所述烘干的溫度 優(yōu)選為140°C?160°C，時(shí)間優(yōu)選為15min?45min。為了使自潤(rùn)滑材料盡可能多的滲透進(jìn) 銅合金層的空隙中，本發(fā)明對(duì)金屬板重復(fù)進(jìn)行刮涂自潤(rùn)滑材料-抽真空-烘干的步驟，以使 較多的自潤(rùn)滑材料進(jìn)入銅合金層空隙中，保證在金屬板表面形成致密的混合層，提高金屬 基自潤(rùn)滑復(fù)合材料的耐磨性；但是為了降低成本，提高工作效率，本申請(qǐng)優(yōu)選對(duì)銅合金層進(jìn) 行兩次刮涂自潤(rùn)滑材料-抽真空-烘干。
[0038] 最后將烘干后的金屬板進(jìn)行燒結(jié)。所述燒結(jié)使聚四氟乙烯形成網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從 而使金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料達(dá)到最高強(qiáng)度。所述燒結(jié)優(yōu)選在氮?dú)夥諊羞M(jìn)行燒結(jié)，所述燒 結(jié)的溫度優(yōu)選為370?390°C，時(shí)間優(yōu)選為36?45min，所述氮?dú)獾募兌?9. 9%以上。
[0039] 本發(fā)明還提供了所述金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料的制備方法，首先在金屬基體表面燒 結(jié)銅合金粉，在金屬基體表面形成銅合金層，然后在銅合金層表面刮涂自潤(rùn)滑材料，抽真空 后烘干，并重復(fù)多次，使自潤(rùn)滑材料滲透進(jìn)銅合金層中，以使自潤(rùn)滑材料在銅合金層中彌散 分布，最后將材料進(jìn)行燒結(jié)，從而得到金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料。本申請(qǐng)通過在銅合金層表面 多次刮涂自潤(rùn)滑材料，并通過抽真空，使自潤(rùn)滑材料滲透進(jìn)銅合金粉的空隙中，形成致密的 混合層，使金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料具有較好的潤(rùn)滑耐磨性與承受力。
[0040] 為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料 及其制備方法進(jìn)行詳細(xì)說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。
[0041] 以下實(shí)施例中的原料均為市售產(chǎn)品。
[0042] 實(shí)施例1
[0043] 以公司提供的1.8mm的冷軋?zhí)间摫“遄鳛榻饘倩?，將粒徑?0?200目的銅 合金粉覆蓋于金屬基板其中一個(gè)表面，其中銅合金粉包括l〇wt%的錫，10wt%的鉛與余量 的銅；然后將金屬基板依次在燒結(jié)爐的九個(gè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，所述燒結(jié)的線速度為260_/ min，燒結(jié)爐的一區(qū)?二區(qū)的爐溫為750°C，三區(qū)?九區(qū)的爐溫為810°C，燒結(jié)完成后金屬基 板表面形成銅合金層，銅合金層的厚度為1. 2 ±0. 1mm ;
[0044] 膠體石墨、二硫化鑰與聚四氟乙烯按照質(zhì)量比為0. 25:1:3. 5配置lOOOg自潤(rùn)滑材 料；
[0045] 采用刮刀在銅合金層面刮涂一層自潤(rùn)滑材料，并用丙酮拭去金屬基板其他表面的 自潤(rùn)滑材料；然后將表面涂有自潤(rùn)滑材料的金屬基體置于真空裝置容器中，抽真空至真空 度為0. 07MPa，得到金屬板，取出金屬板若銅合金層面凹陷則補(bǔ)刮自潤(rùn)滑材料，并用丙酮去 除金屬板其他表面的自潤(rùn)滑材料；然后將金屬板在烘箱中烘干，烘箱的溫度為150°C，烘干 20min后刮去金屬板表面多余的自潤(rùn)滑材料；
[0046] 采用刮刀在金屬板的銅合金層表面再次刮涂一層自潤(rùn)滑材料，并用丙酮拭去金屬 板其他表面的自潤(rùn)滑材料；然后將置于真空裝置容器中，抽真空至真空度為〇. 〇8MPa，取出 金屬板若銅合金層面凹陷則補(bǔ)刮自潤(rùn)滑材料，并用丙酮去除金屬板其他表面的自潤(rùn)滑材 料；然后將金屬板在烘箱中烘干，烘箱的溫度為150°C，烘干20min后刮去金屬板表面多余 的自潤(rùn)滑材料；
[0047] 將金屬板在氮?dú)獗Ｗo(hù)的燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為370°C，時(shí)間為36min，氮?dú)獾?純度為99. 9% ;將得到的金屬板的表面進(jìn)行拋光，平軋至厚度為3. 0±0. 015mm，得到金屬基 自潤(rùn)滑復(fù)合材料。
[0048] 如圖1所示，圖1為本發(fā)明金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1為混合 層，2為金屬基體。圖2為本實(shí)施例制備的金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料混合層的金相照片，圖中 的白色區(qū)域?yàn)殂~合金，自潤(rùn)滑材料彌散分布于銅合金中。
[0049] 將本實(shí)施例制備的金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料在滑板往復(fù)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行摩 擦磨損試驗(yàn)，試驗(yàn)條件為：①干摩擦；②速度3m/min ;③壓力5MPa ;④往復(fù)行程：500mm ;⑤ 對(duì)磨件：45#鋼，HRC42?47 ;試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
[0050] 實(shí)施例2
[0051] 以2_的冷軋?zhí)间摫“遄鳛榻饘倩澹瑢⒘綖?00?140目的銅合金粉覆蓋于 金屬基板其中一個(gè)表面，其中銅合金粉包括8wt%的錫與余量的銅；然后將金屬基板依次在 燒結(jié)爐的九個(gè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，所述燒結(jié)的線速度為350mm/min，短板爐的一區(qū)與二區(qū)的爐 溫為750°C，三區(qū)?九區(qū)的爐溫為8KTC，燒結(jié)完成后金屬基板表面形成銅合金層，銅合金 層的厚度為2. 5mm ;
[0052] 將膠體石墨、二硫化鑰與聚四氟乙烯按照質(zhì)量比為0. 25:1:3. 5配置1000g自潤(rùn)滑 材料；
[0053] 采用刮刀在銅合金層面刮涂一層自潤(rùn)滑材料，并用丙酮拭去金屬基板背面的自 潤(rùn)滑材料；然后將表面涂有潤(rùn)滑材料的金屬基體置于真空裝置容器中，抽真空至真空度為 0. 08MPa，得到金屬板，取出金屬板若銅合金層面凹陷則補(bǔ)刮自潤(rùn)滑材料，并用丙酮去除金 屬板其他表面的自潤(rùn)滑材料；然后將金屬板在烘箱中烘干，烘箱的溫度為160°C，時(shí)間為 15min，烘干后刮去金屬板表面多余的自潤(rùn)滑材料；
[0054] 采用刮刀在金屬板的銅合金層表面再次刮涂一層自潤(rùn)滑材料，并用丙酮拭去金屬 板其他表面的自潤(rùn)滑材料；然后將置于真空裝置容器中，抽真空至真空度為〇. 〇8MPa，取出 金屬板若銅合金層面凹陷則補(bǔ)刮自潤(rùn)滑材料，并用丙酮去除金屬板其他表面的自潤(rùn)滑材 料；然后將金屬板在烘箱中烘干，烘箱的溫度為140°C，烘干20min后刮去金屬板表面多余 的自潤(rùn)滑材料；
[0055] 將金屬板氮?dú)獗Ｗo(hù)的燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為370°C，時(shí)間為36min，氮?dú)獾募?度為99. 9% ;將得到的金屬板的表面進(jìn)行拋光，平軋至厚度為3. 0±0. 015mm，得到金屬基自 潤(rùn)滑復(fù)合材料。
[0056] 將本實(shí)施例制備的金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料在滑板往復(fù)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行摩 擦磨損試驗(yàn)，試驗(yàn)條件為：①干摩擦；②速度3m/min ;③壓力5MPa ;④往復(fù)行程：500mm ;⑤ 對(duì)磨件：45#鋼，HRC42?47 ;試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
[0057] 實(shí)施例3
[0058] 與實(shí)施例1的制備方法相同，區(qū)別在于：銅合金粉包括8wt%?10wt%的鋁，3wt%? 5wt%的鐵，0· 3wt%?0· 7wt%的鎳與余量的銅。
[0059] 實(shí)施例4
[0060] 與實(shí)施例的制備方法相同，區(qū)別在于：配置的l〇〇〇g自潤(rùn)滑材料為質(zhì)量比為1:1的 二硫化鑰與石墨。
[0061] 對(duì)比例1
[0062] 以1. 8mm的冷軋?zhí)间摫“遄鳛榻饘倩澹瑢⒘綖?00?140目的銅粉覆蓋于金 屬基板其中一個(gè)表面；然后將金屬基板依次在燒結(jié)爐的九個(gè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，所述燒結(jié)的 線速度為350mm/min，短板爐的一區(qū)與二區(qū)的爐溫為750°C，三區(qū)?九區(qū)的爐溫為810°C，燒 結(jié)完成后金屬基板表面形成銅層，銅層的厚度為1. 3mm ;
[0063] 將膠體石墨、二硫化鑰與聚四氟乙烯按照質(zhì)量比為0. 25:1:3. 5配置自潤(rùn)滑材料； 將所述自潤(rùn)滑材料鋪軋?jiān)阢~粉層上，厚度為〇. 01?〇. 〇3mm ;以280°C將鋪有自潤(rùn)滑材料的 金屬基體烘干20min，烘干后的板材再軋，乳制量為0. 01?0. 03mm ;在氮?dú)獗Ｗo(hù)的燒結(jié)爐中 燒結(jié)軋制后的板材，燒結(jié)溫度為370°C，燒結(jié)36min ;將燒結(jié)后的板材終軋至成品板材要求， 最少軋制0. 01mm以上，得到金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料。
[0064] 將本對(duì)比例制備的金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料在滑板往復(fù)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行摩 擦磨損試驗(yàn)，試驗(yàn)條件為：①干摩擦；②速度3m/min ;③壓力5MPa ;④往復(fù)行程：500mm ;⑤ 對(duì)磨件：45#鋼，HRC42?47 ;試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
[0065] 表1實(shí)施例與對(duì)比例制備的金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料的摩擦磨損數(shù)據(jù)表
[0066]

【權(quán)利要求】
1. 一種金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： a) 在金屬基體的表面燒結(jié)銅合金粉，使所述金屬基體表面形成銅合金層； b) 在所述銅合金層表面刮涂或浸涂自潤(rùn)滑材料，然后抽真空，得到金屬板，將所述金屬 板烘干； c) 重復(fù)步驟b)多次； d) 將步驟c)得到的金屬板進(jìn)行燒結(jié)，得到金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述銅合金粉的粒徑為60目?200 目。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述銅合金層的厚度大于0. 3mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述自潤(rùn)滑材料為高分子材料和無 機(jī)固體自潤(rùn)滑材料中的一種或兩種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述高分子材料為聚四氟乙烯、聚酰 胺、聚酰亞胺、聚甲醛和聚醚醚酮中的一種或多種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述無機(jī)固體自潤(rùn)滑材料包括二硫 化鑰和石墨中的一種或兩種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟b)中所述抽真空的真空度為大 于 0· 07MPa。
8. -種金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料，其特征在于，包括：金屬基體、復(fù)合于所述金屬基體表 面的混合層，所述混合層包括銅合金與自潤(rùn)滑材料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料，其特征在于，所述混合層的厚度大 于 0· 3mm〇
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料，其特征在于，所述自潤(rùn)滑材料為高 分子材料和無機(jī)固體自潤(rùn)滑材料中的一種或兩種。
【文檔編號(hào)】B22F7/04GK104249154SQ201310261328
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2013年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月26日
【發(fā)明者】孫志華, 陸忠泉 申請(qǐng)人:浙江長(zhǎng)盛滑動(dòng)軸承股份有限公司