质按重量比混合；将上述混合物采用Fritsch高能球磨机在球料比为2.5:1，转速为250rpm的条件下使粉体均匀混合；将混合后的粉体置于真空干燥箱中在60°C /1.5h烘干；将表面镀Cu (厚度约为10?20mm)的40CrNiMoA放入石墨模具中，将烘干后的粉体铺在40CrNiMoA表面；压上石墨垫片和压头，将模具放入真空热压烧结炉中，以10°C /min的速度开始升温，在温度升至300°C以后施加压力lOMPa，当温度升至820°C时压力增为17.5MPa，在820°C /17.5MPa保温保压lh，lh后将压力再降为lOMPa，继续升温至900°C，在900°C /lOMPa条件下保温保压lh，之后随炉降温冷却即可。制备出的双金属材料采用拉伸试验方法测试，其平均抗拉强度达502MPa，且断裂面在铜层。铜层材料采用M2000型摩擦试验机测试其摩擦学性能，摩擦条件为:转速200r/min，载荷200N，对偶材料为淬火45#钢，摩擦时间为lh，航空煤油介质，滴油，4?5滴/h，其平均摩擦系数为0.144，磨损体积为0.24X 10 3cm3。
[0015]实施例3:首先将纯度大于99.0%、颗粒尺寸为50?150mm的N1、Cr、Ti粉体按N1:10%，Cr:0.5%，T1:1%，余量为CuSn6.5-0.1的物质按重量比混合；将上述混合物采用Fritsch高能球磨机在球料比为2.5:1，转速为250rpm的条件下以无水甲醇保护球磨20h，使粉体均匀混合；将混合后的粉体置于真空干燥箱中在65°C /lh烘干；将表面镀Cu (厚度约为10?20mm)的40CrNiMoA放入石墨模具中，将烘干后的粉体铺在40CrNiMoA表面；压上石墨垫片和压头，将模具放入真空热压烧结炉中，以10°C /min的速度开始升温，在温度升至300 °C以后施加压力lOMPa，当温度升至800°C时压力增为25MPa，在800°C /25MPa保温保压lh，lh后将压力再降为lOMPa，继续升温至900°C，在900°C /lOMPa条件下保温保压lh，之后随炉保压降温冷却即可。制备出的双金属材料采用拉伸试验方法测试，其平均抗拉强度达510MPa，且在铜层断裂。铜层材料采用M2000型摩擦试验机测试其摩擦学性能，摩擦条件为:转速200r/min，载荷200N，对偶材料为淬火45#钢，摩擦时间为lh，航空煤油介质，滴油，4?5滴/h，其平均摩擦系数为0.146，磨损体积为0.24X 10 3cm3。
[0016]实施例4:首先将纯度大于99.0%、颗粒尺寸为50?150mm的N1、Cr、Ti粉体按N1:10%，Cr:0.5%，T1:1%，余量为CuSn6.5-0.1的物质按重量比混合；将上述混合物采用Fritsch高能球磨机在球料比为2.5:1，转速为250rpm的条件下以无水甲醇保护球磨20h，使粉体均匀混合；将混合后的粉体置于真空干燥箱中在65°C /lh烘干；将表面镀Cu (厚度约为10?20mm)的40CrNiMoA放入石墨模具中，将烘干后的粉体铺在40CrNiMoA表面；压上石墨垫片和压头，将模具放入真空热压烧结炉中，以10°C /min的速度开始升温，在温度升至300°C以后施加压力lOMPa，当温度升至830°C时压力增为17.5MPa，在830°C /17.5MPa保温保压lh，lh后将压力再降为lOMPa，继续升温至900°C，在900°C /lOMPa条件下保温保压lh，之后随炉保压降温冷却即可。制备出的双金属材料采用拉伸试验方法测试，其平均抗拉强度达512MPa，且断裂面在铜层。铜层材料采用M2000型摩擦试验机测试其摩擦学性能，摩擦条件为:转速200r/min，载荷200N，对偶材料为淬火45#钢，摩擦时间为lh，航空煤油介质，滴油，4?5滴/h，其平均摩擦系数为0.150，磨损体积为0.26X 10 3cm3。
[0017]实施例5:首先将纯度大于99.0%、颗粒尺寸为50?150mm的N1、Cr、Ti粉体按N1:20%，Cr:0.5%，T1:1%，余量为CuSn6.5-0.1的物质按重量比混合；将上述混合物采用Fritsch高能球磨机在球料比为2.5:1，转速为250rpm的条件下以无水甲醇保护球磨20h，使粉体均匀混合；将混合后的粉体置于真空干燥箱中在65°C /lh烘干；将表面镀Cu (厚度约为10?20mm)的40CrNiMoA放入石墨模具中，将烘干后的粉体铺在40CrNiMoA表面；压上石墨垫片和压头，将模具放入真空热压烧结炉中，以10°C /min的速度开始升温，在温度升至300 °C以后施加压力lOMPa，当温度升至820°C时压力增为25MPa，在820°C /25MPa保温保压lh，lh后将压力再降为lOMPa，继续升温至900°C，在900°C /lOMPa条件下保温保压lh，之后随炉保压降温冷却即可。制备出的双金属材料采用拉伸试验方法测试，其平均抗拉强度达542MPa，且断裂面在铜层。铜层材料采用M2000型摩擦试验机测试其摩擦学性能，摩擦条件为:转速200r/min，载荷200N，对偶材料为淬火45#钢，摩擦时间为lh，航空煤油介质，滴油，4?5滴/h，其平均摩擦系数为0.154，磨损体积为0.14X103cm3。
【主权项】
1.锡青铜-钢背自润滑耐磨双金属材料，其特征在于:钢背的表面镀铜，锡青铜包括重量百分比为5?20%的N1、0.5?1%的Cr、0.5?1%的Ti和余量的铜锡合金。2.如权利要求1所述的双金属材料，其特征在于所述N1、Cr、Ti和铜锡合金粉末的纯度均大于99.0%，颗粒尺寸均为50?150mm。3.如权利要求1所述的双金属材料，其特征在于所述铜锡合金为CuSnlO或CuSn6.5-0.1。4.如权利要求1所述的双金属材料，其特征在于所述钢背的材质为40CrNiMoA，其表面镀铜的厚度为5?20mmo5.如权利要求1至5任意一项所述锡青铜-钢背自润滑耐磨双金属材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤:将N1、Cr, Ti和铜锡合金粉体混合后进行高能球磨，使粉体均匀混合并机械合金化，然后将混合粉体干燥；将表面镀铜的钢背放入石墨模具内，将上述粉体铺在钢表面，压上石墨垫片和压头；将石墨模具置于真空热压烧结炉中，以10°C /min的速度开始升温，升温时加压5?lOMPa ;当温度升至750?830°C时，在17.5?25MPa保温.0.5?1.5h ;之后将压力降为5?lOMPa，继续升温至850°C?900°C ;在850°C?900°C、5?lOMPa条件下保温0.5?1.5h ;最后随炉冷却即可制得具有高结合强度的锡青铜-钢背自润滑耐磨双金属材料。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述球磨的条件:球料比2.5?10:1，转速250?400rpm，以无水甲醇或丙酮保护球磨15?30小时。7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述干燥的条件:温度55?65°C，时间.0.5?2小时。
【专利摘要】本发明公开了一种锡青铜-钢背自润滑耐磨双金属材料，该材料钢背的表面镀铜，锡青铜包括重量百分比为5～20%的Ni、0.5～1%的Cr、0.5～1%的Ti和余量的铜锡合金。本发明还公开了该材料的制备方法。本发明所述材料具有抗干磨自润滑性能、界面结合强度高、工序简便等优点。
【IPC分类】C22C9/06, C22C9/02, B22F7/06
【公开号】CN105290407
【申请号】CN201510789408
【发明人】王文珍, 贾均红, 陕钰, 易戈文, 李博
【申请人】中国科学院兰州化学物理研究所
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月17日