本发明属于金属材料制备领域，具体涉及一种三元金属自润滑复合材料的制备方法。
背景技术：
相对于聚合物基和陶瓷基固体自润滑复合材料，金属基固体自润滑复合材料在制备和应用等方面都具有较大的优势：聚合物具有较低的密度和较高的抗腐蚀能力，但是强度较低，并且易在摩擦热的作用下失效；陶瓷材料具有较高的强度，但是制备和后期加工的难度较大。金属基固体自润滑复合材料具有金属的韧性和塑性，具有一定的加工性能和变形性能，其强度、硬度可以满足润滑膜的承载性和耐磨性要求，并且能够适应各种不同的大气环境、化学环境、高温和高真空等特殊环境。此外，部分金属在摩擦过程中还可以形成多种具有润滑性的化合物，提高材料的润滑性能。金属基固体自润滑复合材料按基体材质可分为难熔金属基自润滑复合材料、以铁铜为代表的低温自润滑复合材料、以银为代表的软金属基自润滑复合材料和以镍为代表的高温自润滑复合材料等。目前没有关于以铜粉、钛粉、钨粉为原料制得三元金属自润滑材料的报道。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种三元金属自润滑复合材料的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种三元金属自润滑复合材料的制备方法，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将90-100份铜粉、20-30份钛粉、10-15份钨粉、0.1-0.3份高岭土、0.04-0.06份篦麻油、0.08-0.10份金刚烷放入球磨机中进行混合；
（2）混合4小时后，向其中加入其重量的0.03-0.05倍重的混合物，其中混合物由以下重量份的组分制成：石墨烯10-13份、硬脂酸钠6-8份、1,3-金刚烷二醇5-7份、二硫化钽11-13份；
（3）继续混合4小时后，取出，将混合物放入体积分数为70%的乙醇溶液中，浸泡30-40min，期间采用超声处理；
（4）除去乙醇溶液，用清水清洗混合物，然后将混合物放入110℃的烘箱中烘干90-100min，然后取出，放入石墨磨具中，采用高纯氩气保护热压烧结制得产品。
具体地，上述步骤（1）中的铜粉、钛粉、钨粉的平均粒度大小均为60μm，高岭土的粒度大小为200目。
具体地，上述步骤（4）中热压烧结的条件是：升温速率15℃/min，真空度为6.5×10-6Pa，热压的压力为35MPa，热压温度为768℃。
由以上的技术方案可知，本发明的有益效果是：
本发明中制得的三元金属自润滑复合材料，自润滑性能优越，并且耐腐蚀性、耐磨性以及抗氧化性能优越，机械强度高，克服了单元金属自润滑材料硬度低、机械强度低的缺点，也解决了多元金属混合后，因不同金属单质间已发生电化学反应，从而耐腐蚀性能低的不足。其中，高岭土和篦麻油协同作用，能有效的提高球磨的效果，降低金属粉末之间因组元差别对高温烧结步骤时带来阻碍，提升烧结后金属的各项力学性能；金刚烷和石墨烯协同作用，能加速复合材料表面润滑膜的形成速度，降低材料的磨损率，并且其还能对局部撕裂和脱落的固体润滑膜起到很好的修复作用；硬脂酸钠、1,3-金刚烷二醇协同作用，能降低金刚烷和金属粉末之间的组元差异效应，提升混合材料的各项力学性能；二硫化钽能与钨粉协同作用，既能提升混合材料间的结合能力，又能提升材料的抗氧化性能，极大地提升了材料的品质。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种三元金属自润滑复合材料的制备方法，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将90份铜粉、20份钛粉、10份钨粉、0.1份高岭土、0.04份篦麻油、0.08份金刚烷放入球磨机中进行混合；
（2）混合4小时后，向其中加入其重量的0.03倍重的混合物，其中混合物由以下重量份的组分制成：石墨烯10份、硬脂酸钠6份、1,3-金刚烷二醇5份、二硫化钽11份；
（3）继续混合4小时后，取出，将混合物放入体积分数为70%的乙醇溶液中，浸泡30min，期间采用超声处理；
（4）除去乙醇溶液，用清水清洗混合物，然后将混合物放入110℃的烘箱中烘干90min，然后取出，放入石墨磨具中，采用高纯氩气保护热压烧结制得产品。
具体地，上述步骤（1）中的铜粉、钛粉、钨粉的平均粒度大小均为60μm，高岭土的粒度大小为200目。
具体地，上述步骤（4）中热压烧结的条件是：升温速率15℃/min，真空度为6.5×10-6Pa，热压的压力为35MPa，热压温度为768℃。
本实施例中，制得的三元金属自润滑复合材料比市售普通的铜基自润滑材料的摩擦因数降低约80%，磨损率降低约91%。
实施例2
一种三元金属自润滑复合材料的制备方法，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将95份铜粉、25份钛粉、13份钨粉、0.2份高岭土、0.05份篦麻油、0.09份金刚烷放入球磨机中进行混合；
（2）混合4小时后，向其中加入其重量的0.04倍重的混合物，其中混合物由以下重量份的组分制成：石墨烯12份、硬脂酸钠7份、1,3-金刚烷二醇6份、二硫化钽12份；
（3）继续混合4小时后，取出，将混合物放入体积分数为70%的乙醇溶液中，浸泡35min，期间采用超声处理；
（4）除去乙醇溶液，用清水清洗混合物，然后将混合物放入110℃的烘箱中烘干95min，然后取出，放入石墨磨具中，采用高纯氩气保护热压烧结制得产品。
具体地，上述步骤（1）中的铜粉、钛粉、钨粉的平均粒度大小均为60μm，高岭土的粒度大小为200目。
具体地，上述步骤（4）中热压烧结的条件是：升温速率15℃/min，真空度为6.5×10-6Pa，热压的压力为35MPa，热压温度为768℃。
本实施例中，制得的三元金属自润滑复合材料比市售普通的铜基自润滑材料的摩擦因数降低约83%，磨损率降低约92%。
实施例3
一种三元金属自润滑复合材料的制备方法，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将100份铜粉、30份钛粉、15份钨粉、0.3份高岭土、0.06份篦麻油、0.10份金刚烷放入球磨机中进行混合；
（2）混合4小时后，向其中加入其重量的0.05倍重的混合物，其中混合物由以下重量份的组分制成：石墨烯13份、硬脂酸钠8份、1,3-金刚烷二醇7份、二硫化钽13份；
（3）继续混合4小时后，取出，将混合物放入体积分数为70%的乙醇溶液中，浸泡40min，期间采用超声处理；
（4）除去乙醇溶液，用清水清洗混合物，然后将混合物放入110℃的烘箱中烘干100min，然后取出，放入石墨磨具中，采用高纯氩气保护热压烧结制得产品。
具体地，上述步骤（1）中的铜粉、钛粉、钨粉的平均粒度大小均为60μm，高岭土的粒度大小为200目。
具体地，上述步骤（4）中热压烧结的条件是：升温速率15℃/min，真空度为6.5×10-6Pa，热压的压力为35MPa，热压温度为768℃。
本实施例中，制得的三元金属自润滑复合材料比市售普通的铜基自润滑材料的摩擦因数降低约84%，磨损率降低约93%。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。