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(rùn)滑復(fù)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(jī)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(rùn)滑功能，摩擦磨損時(shí)造成材料損耗的重要原因之一，通過使用潤(rùn)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(zhǎng)摩擦件的使用壽命，降低使用成本，節(jié)省能源等，是摩擦學(xué)者、潤(rùn)滑工程師、設(shè)計(jì)者和工程師通過潤(rùn)滑以達(dá)到減摩抗磨的理論與實(shí)例研究一直沒有停止過的。固體潤(rùn)滑材料使用范圍寬、高負(fù)荷、超高真空、強(qiáng)氧化或還原、強(qiáng)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(yùn)動(dòng)時(shí)因接觸摩擦發(fā)生的磨損，延長(zhǎng)其使用壽命。因此在機(jī)械部件減摩抗磨設(shè)計(jì)中，固體潤(rùn)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(rùn)滑復(fù)合材料廣泛用于電機(jī)或發(fā)電機(jī)中集電環(huán)和電刷等。TiB2具有高熔點(diǎn)、高強(qiáng)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(qiáng)相，加入二硼化鈦以提高復(fù)合材料的機(jī)械性能，耐磨損性能及環(huán)境適應(yīng)性。含有固體潤(rùn)滑劑(鈦硅碳)的銅鉻基自潤(rùn)滑材料兼具基體銅和固體潤(rùn)滑劑的特性，而能夠被廣泛的應(yīng)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(jià)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(rùn)滑作用，耐高溫，強(qiáng)度大，穩(wěn)定性好，能在大負(fù)荷、真空等苛刻工況條件下使用?；谏鲜鎏攸c(diǎn)，本發(fā)明提供的銅鉻基自潤(rùn)滑復(fù)合材料具有良好的耐磨損性能及環(huán)境適應(yīng)性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)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(rùn)滑復(fù)合材料及其制備方法，以提高復(fù)合材料的機(jī)械性能，耐磨損性能及環(huán)境適應(yīng)性。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：本發(fā)明的銅鉻基自潤(rùn)滑復(fù)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(rùn)滑復(fù)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(jī)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(rùn)滑材料，本發(fā)明制備的銅鉻基自潤(rùn)滑材料具有優(yōu)異的物理和機(jī)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(diǎn)。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)，成本相對(duì)較低，在機(jī)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(shí)施例2制備的銅鉻基自潤(rùn)滑復(fù)合材料放大500倍的金相照片。圖2為實(shí)施例2制備的銅鉻基自潤(rùn)滑復(fù)合材料磨痕放大100倍的金相照片圖3為實(shí)施例1、2、3的室溫摩擦系數(shù)圖。具體實(shí)施方式下面的實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例1:制備一種銅鉻基自潤(rùn)滑復(fù)合材料，按化學(xué)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(xué)成分按質(zhì)量百分比為Cu：60％、Cr：5％、TiB2：25％、Ti3SiC2：10％進(jìn)行稱料。(2)混料：將配好的原料組分一起加入球磨機(jī)中進(jìn)行混料，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速250r/min，混合時(shí)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(shí)施例2：制備一種銅鉻基自潤(rùn)滑復(fù)合材料，按化學(xué)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(shí)施例1。實(shí)施例3：制備一種銅鉻基自潤(rùn)滑復(fù)合材料，按化學(xué)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(shí)施例1。本實(shí)施例的自潤(rùn)滑符合材料的密度為4.72g/cm3，布氏硬度為162HV上述實(shí)施例1、2、3自潤(rùn)滑復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)性能、摩擦學(xué)性能測(cè)試，其結(jié)果如表1所示：表1實(shí)施例1、2、3自潤(rùn)滑復(fù)合材料的性能序號(hào)硬度(HV)密度(g/cm3)磨損量(g)實(shí)施例1904.870.1576實(shí)施例21624.720.0262實(shí)施例31504.860.0411摩擦學(xué)性能是在CETRRMT-2Multi-SpecimenTestSystem摩擦試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的，實(shí)驗(yàn)參數(shù)為載荷500g、轉(zhuǎn)速200r/min，時(shí)間10min，溫度為室溫。本發(fā)明所述的添加TiB2、Ti3SiC2銅鉻基自潤(rùn)滑復(fù)合材料在高溫下具有優(yōu)異的力學(xué)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(shí)實(shí)現(xiàn)了自潤(rùn)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(shí)施例2制備的復(fù)合材料磨痕較淺；如圖3可以看出實(shí)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(shí)施例1所得復(fù)合材料的摩擦系數(shù)為0.25，實(shí)施例2所得復(fù)合材料的摩擦系數(shù)為0.32，實(shí)施例3所得復(fù)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(shí)施例，對(duì)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(duì)這些實(shí)施例進(jìn)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(dāng)前第1頁1 2 3