本發(fā)明屬于粉末冶金
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種銅鉻基自潤滑復合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，機械設(shè)備中零件摩擦工作過程中，由于在各類不同條件下，摩擦零部件很少具有自潤滑功能，摩擦磨損時造成材料損耗的重要原因之一，通過使用潤滑材料，減少摩擦與磨損，以盡可能地減少無用的能量消耗，延長摩擦件的使用壽命，降低使用成本，節(jié)省能源等，是摩擦學者、潤滑工程師、設(shè)計者和工程師通過潤滑以達到減摩抗磨的理論與實例研究一直沒有停止過的。固體潤滑材料使用范圍寬、高負荷、超高真空、強氧化或還原、強輻射等苛刻環(huán)境條件中使用，顯著降低摩擦件的摩擦因數(shù)，減少或避零部件在運動時因接觸摩擦發(fā)生的磨損，延長其使用壽命。因此在機械部件減摩抗磨設(shè)計中，固體潤滑材料具有與零部件材料本身同等重要的地位，這種銅鉻基自潤滑復合材料廣泛用于電機或發(fā)電機中集電環(huán)和電刷等。TiB2具有高熔點、高強度、高硬度、低密度、極低的熱膨脹系數(shù)，是一種很有潛力的增強相，加入二硼化鈦以提高復合材料的機械性能，耐磨損性能及環(huán)境適應性。含有固體潤滑劑(鈦硅碳)的銅鉻基自潤滑材料兼具基體銅和固體潤滑劑的特性，而能夠被廣泛的應用于工業(yè)領(lǐng)域。Ti3SiC2是一種三元層狀的化合物材料，屬于六方晶體結(jié)構(gòu)，共價鍵、金屬鍵、離子鍵共存，這種各層間的弱鍵結(jié)合類似于層狀石墨，具有自潤滑作用，耐高溫，強度大，穩(wěn)定性好，能在大負荷、真空等苛刻工況條件下使用?；谏鲜鎏攸c，本發(fā)明提供的銅鉻基自潤滑復合材料具有良好的耐磨損性能及環(huán)境適應性。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種銅鉻基自潤滑復合材料及其制備方法，以提高復合材料的機械性能，耐磨損性能及環(huán)境適應性。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：本發(fā)明的銅鉻基自潤滑復合材料是由以下的重量百分比的原料組成：銅粉為55％～65％、鉻粉為2％～10％、二硼化鈦為5％～25％、鈦硅碳為0％～30％。優(yōu)選：銅粉為60％、鉻粉為5％、二硼化鈦為25％、鈦硅碳為10％。優(yōu)選：銅粉為60％、鉻粉為5％、二硼化鈦為20％、鈦硅碳為15％。銅粉、鉻粉、二硼化鈦粉、鈦硅碳粉其純度大于99％，粒度小于0.076mm。制備本發(fā)明的銅鉻基自潤滑復合材料的方法采用粉末冶金工藝，該方法的具體步驟如下：(1)、配料：按重量百分比配比稱取銅粉、鉻粉、二硼化鈦粉、鈦硅碳粉；(2)、混料：將步驟(1)配好的料在球磨機中混合均勻；(3)、微波燒結(jié)：將球磨好的料放入模具中搖勻，壓力為400MPa～600Mpa壓制成型，燒結(jié)溫度750℃～900℃，通氬氣，升溫速率為7℃～9℃/min,升溫至煅燒溫度后保溫5～20min；步驟(3)中，燒結(jié)溫度優(yōu)選800℃，升溫速率為8℃/min,壓制成型的壓力優(yōu)選：500Mpa，升溫至煅燒溫度后保溫優(yōu)選15min。本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供了一種適用于不同氣氛條件下的高性能固體自潤滑材料，本發(fā)明制備的銅鉻基自潤滑材料具有優(yōu)異的物理和機械性能，其具有輕度高摩擦系數(shù)低，抗磨磨損性能好等優(yōu)點。本發(fā)明工藝簡單、可操作性強，成本相對較低，在機械制造及航空航天等工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛用途。附圖說明圖1為實施例2制備的銅鉻基自潤滑復合材料放大500倍的金相照片。圖2為實施例2制備的銅鉻基自潤滑復合材料磨痕放大100倍的金相照片圖3為實施例1、2、3的室溫摩擦系數(shù)圖。具體實施方式下面的實施例是對本發(fā)明的進一步詳細描述。實施例1:制備一種銅鉻基自潤滑復合材料，按化學成分按質(zhì)量百分比為Cu：60％、Cr：5％、TiB2：25％、Ti3SiC2：10％，其制作步驟如下：(1)稱料：按化學成分按質(zhì)量百分比為Cu：60％、Cr：5％、TiB2：25％、Ti3SiC2：10％進行稱料。(2)混料：將配好的原料組分一起加入球磨機中進行混料，球磨機轉(zhuǎn)速250r/min，混合時間12h。(3)微波燒結(jié)：將步驟(1)混均勻的原料加入到模具中，壓力：500MPa壓制成型，燒結(jié)溫度800℃，通氬氣，升溫速率為8℃/min,保溫保壓15min，即可得到成品。實施例2：制備一種銅鉻基自潤滑復合材料，按化學成分按質(zhì)量百分比為Cu：60％、Cr：5％、TiB2：20％、Ti3SiC2：15％，。其制備步驟同實施例1。實施例3：制備一種銅鉻基自潤滑復合材料，按化學成分按質(zhì)量百分比為Cu：60％、Cr：5％、TiB2：5％、Ti3SiC2：30％，。其制備步驟同實施例1。本實施例的自潤滑符合材料的密度為4.72g/cm3，布氏硬度為162HV上述實施例1、2、3自潤滑復合材料進行力學性能、摩擦學性能測試，其結(jié)果如表1所示：表1實施例1、2、3自潤滑復合材料的性能序號硬度(HV)密度(g/cm3)磨損量(g)實施例1904.870.1576實施例21624.720.0262實施例31504.860.0411摩擦學性能是在CETRRMT-2Multi-SpecimenTestSystem摩擦試驗機上進行的，實驗參數(shù)為載荷500g、轉(zhuǎn)速200r/min，時間10min，溫度為室溫。本發(fā)明所述的添加TiB2、Ti3SiC2銅鉻基自潤滑復合材料在高溫下具有優(yōu)異的力學性能，摩擦系數(shù)較小，磨損率較小，在高溫下具有優(yōu)良耐磨性能的同時實現(xiàn)了自潤滑；圖1的金相照片顯示了其微觀組織結(jié)構(gòu)，TiB2、Ti3SiC2添加相分布均勻；從圖2可看出實施例2制備的復合材料磨痕較淺；如圖3可以看出實施例1、2、3的摩擦系數(shù)均較低，純銅是摩擦系數(shù)為0.5，實施例1所得復合材料的摩擦系數(shù)為0.25，實施例2所得復合材料的摩擦系數(shù)為0.32，實施例3所得復合材料的摩擦系數(shù)為0.21。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。當前第1頁1 2 3