一種金屬基高溫自潤滑復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及高溫自潤滑材料領(lǐng)域，具體是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)明從材料設(shè)計角度出發(fā)，在鐵銅合金基體中加入Ni、Mo等增強基體的耐磨性，同時，添加石墨、二硫化鉬等固體潤滑相提高材料的自潤滑性能，形成科學(xué)的成分組成，并在粉末冶金制備工藝下，制備出具有良好力學(xué)性能和自潤滑性能的復(fù)合材料，能夠滿足在不同工況條件下對摩擦磨損性能要求，可廣泛應(yīng)用于航空航天，機械、汽車和軍工等領(lǐng)域。
【專利說明】一種金屬基高溫自潤滑復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及高溫自潤滑材料領(lǐng)域，具體是涉及一種金屬基高溫自潤滑復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，為滿足工程機械在苛刻條件下的潤滑減摩需求，一般的方法是使用潤滑油或潤滑脂，但在高溫、真空、高速、重載、不易形成潤滑油膜等惡劣特殊條件下，固體潤滑劑在摩擦領(lǐng)域有著明顯的優(yōu)勢，在在生產(chǎn)機械、家用電器、辦公設(shè)備、精密儀器、交通運輸設(shè)備和軍事裝備等領(lǐng)域，金屬基固體潤滑材料都起著十分重要的作用等領(lǐng)域，金屬基固體潤滑材料都起著十分重要的作用。
[0003]含有固體潤滑劑(二硫化鑰、石墨等)的鐵基自潤滑復(fù)合材料具有優(yōu)異的摩擦磨損性能，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，如在生產(chǎn)機械、精密儀器、交通運輸設(shè)備和軍事裝備等領(lǐng)域，都起著重要作用，因此需要設(shè)計出機械性能與摩擦性能較優(yōu)異的潤滑材料具有重要意義。針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種具有高溫耐磨和自潤滑性能的新型金屬基自潤滑復(fù)合材料及其制備方法，利用粉末冶金制備技術(shù)，通過材料的各種成分組成科學(xué)設(shè)計，發(fā)揮鐵合金基體、增強相、固體潤滑相等系統(tǒng)匹配效應(yīng)，研究獲得具有滿足不同應(yīng)用工況條件下無油潤滑摩擦零件的金屬基自潤滑復(fù)合材料及其制備先進技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]一種金屬基高溫自潤滑復(fù)合材料，其組成按質(zhì)量百分比包括:
水霧化鐵粉 40%?70% ；
Ni5%"10% ；
Mo5%"10% ；
Cr1%?10% ；
W1%?5% ；
Cu10%"15% ；
石墨2%?5% ；
MoS21%?7% ；
硅酸鈉3%。
[0005]其中，水霧化鐵粉、鎳、鑰、鉻、鎢及銅的純度均大于99.95wt%，顆粒粒度200目；石墨、二硫化鑰純度大于99.5wt%，顆粒粒度200目；鐵粉為水霧化鐵粉。
[0006]一種制備金屬基高溫自潤滑復(fù)合材料及其制備方法，按照以下步驟進行。
[0007](I)按質(zhì)量百分比:水霧化鐵粉40%?70%、鎳5%?10%、鑰5%?10%、鉻1%?10%、鎢1%?5%、銅10%?15%、石墨2%?5%、二硫化鑰1%?7%，在攪拌機中充分混合，混料時間8h。
[0008](2)硅酸鈉與水混合得到硅酸鈉的水溶液，硅酸鈉與水質(zhì)量比為1:2，之后倒入攪拌機中混合攪拌,攪拌時間2h，硅酸鈉的水溶液的加入量為混料質(zhì)量的3%。[0009](3)混合攪拌后的混合粉末在干燥箱中干燥，干燥溫度40°C。
[0010](4)溫壓成型:將干燥后的混合粉末和模具等加熱到130°C ~150°C，壓制成型，壓力為 6OOMPa~8OOMPa。
[0011](5)在真空爐中燒結(jié)即可得到高溫自潤滑復(fù)合材料，燒結(jié)溫度為1150°C，升溫速度5~10°C /min，從室溫升至燒結(jié)溫度后保溫l~2h，真空度為0.01~0.02Pa。
[0012]燒結(jié)后的產(chǎn)品按照要求進行加工成型。
[0013]本發(fā)明的特點和有益效果在于:
本發(fā)明從材料設(shè)計角度出發(fā)，在鐵銅合金基體中加入N1、Mo等增強基體的耐磨性，同時，添加石墨、二硫化鑰等固體潤滑相提高材料的自潤滑性能，形成科學(xué)的成分組成，并在粉末冶金制備工藝下，制備出具有良好力學(xué)性能和自潤滑性能的復(fù)合材料，能夠滿足在不同工況條件下對摩擦磨損性能要求，可廣泛應(yīng)用于航空航天，機械、汽車和軍工等領(lǐng)域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是實例1、2、3、4復(fù)合材料在400°C下的摩擦系數(shù)圖。
[0015]圖2是實例3的高溫復(fù)合材料金像掃描圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進一步說明，不應(yīng)視為對本發(fā)明的具體限制。
實施例
[0017]本實施例的金屬基自潤滑復(fù)合材料由以下質(zhì)量百分比組分組成:
表1為添加石墨和MoS2的高溫耐磨自潤滑復(fù)合材料的組成和制備條件
【權(quán)利要求】
1.一種金屬基高溫自潤滑復(fù)合材料，其特征在于:所述復(fù)合材料的組成按質(zhì)量百分比為:
2.如權(quán)利要求1所述的一種金屬基高溫自潤滑復(fù)合材料，其特征在于:所述水霧化鐵粉、鎳、鑰、鉻、鎢及銅的純度均大于99.95wt%，顆粒粒度200目；石墨、二硫化鑰純度大于99.5%，顆粒粒度200目。
3.如權(quán)利要求1所述的一種金屬基高溫自潤滑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)按質(zhì)量百分比:水霧化鐵粉40%~70%、鎳5%~10%、鑰5%~10%、鉻1%~10%、鎢1%~5%、銅10%~15%、石墨2%~5%、二硫化鑰1%~7%，在攪拌機中混料； (2)硅酸鈉與水混合得到硅酸鈉的水溶液，硅酸鈉與水質(zhì)量比為1:2，之后倒入攪拌機中混合攪拌； (3)混合攪拌后的混合粉末在干燥箱中干燥； (4)溫壓成型:將干燥后的混合粉末和模具等加熱到130°C~150°C，壓制成型； (5)在真空爐中燒結(jié)得到所述金屬基高溫自潤滑復(fù)合材料。
4.如權(quán)利要求3所述的一種金屬基高溫自潤滑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述步驟I中的混料時間為8h。
5.如權(quán)利要求3所述的一種金屬基高溫自潤滑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述步驟2中的攪拌時間為2h ;硅酸鈉的水溶液的加入量為混料質(zhì)量的3%。
6.如權(quán)利要求3所述的一種金屬基高溫自潤滑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述步驟3中的干燥溫度為40°C。
7.如權(quán)利要求3所述的一種金屬基高溫自潤滑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述步驟4中壓制成型的壓力為600MPa~800MPa。
8.如權(quán)利要求3所述的一種金屬基高溫自潤滑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述真空燒結(jié)的工藝參數(shù)為:燒結(jié)溫度為1150°C，升溫速度5~10°C /min，從室溫升至燒結(jié)溫度后保溫f 2h，真空度為0.01~0.02Pa。
【文檔編號】C22C30/02GK103639405SQ201310637207
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】唐華, 張坤, 李長生, 張杜 申請人:江蘇大學(xué)