本发明涉及金属自润滑材料领域，具体而言涉及一种新型自润滑铜合金材料及制备方法。
背景技术：
在众多耐磨铜合金中，每一类耐磨铜合金都有着各自的特点和优势。锡青铜因其具有抗磁性、收缩系数小、焊接性能好、冲击时无火花等特性，广泛应用于矿山、冶金、机械、电力等行业，如轴瓦、轴套、滑块等，在耐磨铜合金应用领域占据着重要的位置。迄今铜合金石墨复合材料是广泛应用于缝制、食品、制药等机械摩擦零件轴套用金属基自润滑复合材料之一，而粉末冶金制备技术因为具有成本较低和容易复合特点是制备铜合金基石墨自润滑复合材料的主要技术。然而，传统粉末冶金铜合金石墨自润滑材料同一般烧结材料一样，强度低、韧性差，当温度高于300℃后，其基体强度明显下降，耐磨性降低。在制备工艺手段上有研究者采用包套挤压工艺制备的Cu-Sn-Pb-Ni铜锡耐磨合金，其组织与性能比普通铸造方法得到明显改善，铸态合金的密度提高到9.19g/cm 3。但此制备方法工艺成本高且工艺稳定性差，难以进行产业化。
技术实现要素：
本发明提供了一种新型自润滑铜合金材料及制备方法，该铜合金具有高强度、高耐磨和自润滑性能。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种新型自润滑铜合金材料，，由以下质量分数配方成分组成：镀铜碳纤维10～15份、镀镍石墨15～20份、铜10～15份、镍5～6份、锆2～6份、二硫化钼2～8份、二氟化钙1～10份、甘油5～6份、粘结剂1份。
进一步，由以下质量分数配方成分组成：镀铜碳纤维10份、镀镍石墨15份、铜10份、镍5份、锆2份、二硫化钼2份、二氟化钙1份、甘油5份、粘结剂1份。
进一步，由以下质量分数配方成分组成：镀铜碳纤维15份、镀镍石墨20份、铜15份、镍6份、锆6份、二硫化钼8份、二氟化钙10份、甘油6份、粘结剂1份。
进一步，由以下质量分数配方成分组成：镀铜碳纤维12份、镀镍石墨17份、铜12份、镍5份、锆4份、二硫化钼5份、二氟化钙5份、甘油6份、粘结剂1份。
进一步，本发明制备方法具有如下步骤：
步骤一，将镀镍石墨和二硫化钼湿混5～6小时，制成中间粉末1；
步骤二，将铜、镍和锆干混5～6小时，制成中间粉末2；
步骤三，将中间粉末1和中间粉末2混合，再加入二氟化钙干混7～8小时，制成中间粉末3；
步骤四，将中间粉末3放入坩埚中，并加入活性木炭干混3～4小时，然后加入磷铜除气，制成中间粉末4
步骤五，将镀铜碳纤维，切成1～2mm的短条状，放入容器1中，并加入甘油，使用磁力搅拌器搅拌1小时，制成中间溶液1；
步骤六，将中间溶液1使用蒸馏水洗净。
步骤七，将中间粉末4加入容器1中，再加入粘结剂，然后加入蒸馏水没过粉末为止，使用电动搅拌器搅拌2小时，搅拌后加入烘箱内加热，加热温度100℃加热时间1小时，得到中间粉末5；
步骤八，将中间粉末5干混5～6小时，制成中间粉末6；
步骤九，中间粉末6在管式炉氢气保护气氛下烧结，烧结氢气压力为0.7～0.8MPa，以3℃/min的升温速度加热到600℃后保温1h，然后以3℃/min的升温速度加热至940℃进行保温烧结4h，然后断电，在不断保护气氛的条件下，随炉水冷却到样品区温度低于200℃后样品出炉，制成中间合金1；
步骤十，将中间合金1进行浇注，浇注温度为1250℃，制成成品。
本发明的有益效果是：
1、本发明方法能够环保、低成本利用粉末冶金烧结和复合热浸封孔技术相结合的方法制备具有高强度、高耐磨和自润滑性能的新型铜合金基复合自润滑材料。
2、本发明的铜合金铸态偏析和疏松显著减少，合金铸态组织细小均匀，密度高，成型后的铸件，硬度大于70HB，抗拉强度大于230MPa。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种新型自润滑铜合金材料，由以下质量分数配方成分组成：镀铜碳纤维10～15份、镀镍石墨15～20份、铜10～15份、镍5～6份、锆2～6份、二硫化钼2～8份、二氟化钙1～10份、甘油5～6份、粘结剂1份。
实施例二：
一种新型自润滑铜合金材料，由以下质量分数配方成分组成：镀铜碳纤维10份、镀镍石墨15份、铜10份、镍5份、锆2份、二硫化钼2份、二氟化钙1份、甘油5份、粘结剂1份。
实施例三：
一种新型自润滑铜合金材料，由以下质量分数配方成分组成：镀铜碳纤维15份、镀镍石墨20份、铜15份、镍6份、锆6份、二硫化钼8份、二氟化钙10份、甘油6份、粘结剂1份。
实施例四：
一种新型自润滑铜合金材料，由以下质量分数配方成分组成：镀铜碳纤维12份、镀镍石墨17份、铜12份、镍5份、锆4份、二硫化钼5份、二氟化钙5份、甘油6份、粘结剂1份。
实施例五：
一种新型自润滑铜合金材料的制备方法包括如下步骤：
步骤一，将镀镍石墨和二硫化钼湿混5～6小时，制成中间粉末1；
步骤二，将铜、镍和锆干混5～6小时，制成中间粉末2；
步骤三，将中间粉末1和中间粉末2混合，再加入二氟化钙干混7～8小时，制成中间粉末3；
步骤四，将中间粉末3放入坩埚中，并加入活性木炭干混3～4小时，然后加入磷铜除气，制成中间粉末4
步骤五，将镀铜碳纤维，切成1～2mm的短条状，放入容器1中，并加入甘油，使用磁力搅拌器搅拌1小时，制成中间溶液1；
步骤六，将中间溶液1使用蒸馏水洗净。
步骤七，将中间粉末4加入容器1中，再加入粘结剂，然后加入蒸馏水没过粉末为止，使用电动搅拌器搅拌2小时，搅拌后加入烘箱内加热，加热温度100℃加热时间1小时，得到中间粉末5；
步骤八，将中间粉末5干混5～6小时，制成中间粉末6；
步骤九，中间粉末6在管式炉氢气保护气氛下烧结，烧结氢气压力为0.7～0.8MPa，以3℃/min的升温速度加热到600℃后保温1h，然后以3℃/min的升温速度加热至940℃进行保温烧结4h，然后断电，在不断保护气氛的条件下，随炉水冷却到样品区温度低于200℃后样品出炉，制成中间合金1；
步骤十，将中间合金1进行浇注，浇注温度为1250℃，制成成品。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。