一种新型金属摩擦复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及材料领域，具体涉及一种新型金属摩擦复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 摩擦材料是一种用于动力机械上，依靠摩擦作用来执行制动和传动功能的部件材 料，被用于车辆的制动和各种工程机械方面，如摩擦压力机、电萌芦和超声波电机等。超声 波电机主要由定子压电陶瓷和转子摩擦材料等组成，利用压电陶瓷的逆压电效应，通过转 子和定子的接触摩擦驱动转子转动，目前其已在航空航天、精密定位和微型机器人等领域 得到了广泛的应用。而摩擦材料作为超声波电机的关键材料之一，其性能的好坏直接决定 了电机的成败。一般超声波电机摩擦材料应具备以下条件:合适的摩擦系数、耐磨性高、噪 声低、摩擦性能稳定、有适当的硬度和可进行精密加工等，但实际中的摩擦材料的性能并达 不到如此标准，因此，不断地提高摩擦材料的性能，研发材料合成技术对于各行业的发展具 有重要的意义。
[0003]
【发明内容】
[0004] 要解决的技术问题:本发明的目的是提供一种新型金属摩擦复合材料，具有很好 的力学性能，其抗压强度和冲击韧性都较高。同时其布氏硬度较为适中，不会损伤机器设备 本身，也表现出良好的耐摩擦性，摩擦稳定性高。
[0005] 技术方案:一种新型金属摩擦复合材料，由以下成分以重量份制备而成:雾化铜粉 40-60份、羰基铁粉10-15份、铁钴铜粉10-20份、钽粉1-2份、硬脂酸正丁酯5-10份、邻苯二甲 酸二丁酯1-2份、鳞片石墨15-25份、二硒化铌3-6份、膨润土 2-4份、硫酸钙晶须2-4份、二氧 化硅5-10份、氧化铝5-8份、双氰基丙烯酸酯5-8份、皇冠醚4-7份、蒸馏水100-150份。
[0006] 进一步优选的，所述的一种新型金属摩擦复合材料，由以下成分以重量份制备而 成:雾化铜粉45-55份、羰基铁粉11-14份、铁钴铜粉12-18份、钽粉1.2-1.7份、硬脂酸正丁酯 6-9份、邻苯二甲酸二丁酯1.3-1.8份、鳞片石墨18-22份、二硒化铌4-5份、膨润土 2.5-3.5 份、硫酸钙晶须2.5-3.5份、二氧化硅6-9份、氧化铝6-7份、双氰基丙烯酸酯6-7份、皇冠醚5-6份、蒸馏水110-140份。
[0007] 上述新型金属摩擦复合材料的制备方法包括以下步骤： 步骤1:将雾化铜粉、羰基铁粉、铁钴铜粉和硬脂酸正丁酯混合，放入球磨机中在转速 300_350r/min，球料比为1:1下球磨1_2小时； 步骤2:用蒸馏水冲洗干净后放入烘箱中烘干； 步骤3:装入型模具中，在压力600-700MPa下进行冷压成型，保压时间为1-2分钟； 步骤4:放入烧结炉中进行烧结，温度为1000-1100 °C，保温时间为40-50分钟； 步骤5:将复合粉末取出，加入剩余组分，倒入混料机中，在转速70-80rpm下混合分散1-2小时； 步骤6:装入型模具中，在压力600-700MPa下进行冷压成型，保压时间为1-2分钟； 步骤7:放入烧结炉中进行烧结，温度为900-1000°C，烧结压力为3-3.5MPa，保温时间为 2-3小时，冷却即得。
[0008] 进一步优选的，步骤1中转速为310_340r/min，球磨时间为1.5小时。
[0009] 进一步优选的，步骤3中压力为650MPa，保压时间为1.5分钟。
[0010] 进一步优选的，步骤4中温度为1050°C，保温时间为45分钟。
[0011]进一步优选的，步骤5中转速为75rpm，分散时间为1.5小时。
[0012] 进一步优选的，步骤6中压力为650MPa，保压时间为1.5分钟。
[0013] 进一步优选的，步骤7中温度为950°C，压力为3.2MPa，保压时间为2.5小时。
[0014]有益效果:本发明的新型金属摩擦复合材料具有很好的力学性能，其抗压强度和 冲击韧性分别达到了903. IMPa和80.2J/cm2。同时其布氏硬度较为适中，不会损伤机器设备 本身，也表现出良好的耐摩擦性，其摩擦系数最高可达0.54，摩擦稳定性高。
[0015]
【具体实施方式】
[0016] 实施例1 一种新型金属摩擦复合材料，由以下成分以重量份制备而成:雾化铜粉40份、羰基铁粉 10份、铁钴铜粉10份、钽粉1份、硬脂酸正丁酯5份、邻苯二甲酸二丁酯1份、鳞片石墨15份、二 硒化铌3份、膨润土 2份、硫酸钙晶须2份、二氧化硅5份、氧化铝5份、双氰基丙烯酸酯5份、皇 冠醚4份、蒸馏水100份。
[0017] 上述新型金属摩擦复合材料的制备方法为:先将雾化铜粉、羰基铁粉、铁钴铜粉和 硬脂酸正丁酯混合，放入球磨机中在转速300r/min，球料比为1:1下球磨1小时，用蒸馏水冲 洗干净后放入烘箱中烘干，然后装入型模具中，在压力600MPa下进行冷压成型，保压时间为 1分钟，再放入烧结炉中进行烧结，温度为l〇〇〇°C，保温时间为40分钟，将复合粉末取出，加 入剩余组分，倒入混料机中，在转速70rpm下混合分散1小时，装入型模具中，在压力600MPa 下进行冷压成型，保压时间为1分钟，最后放入烧结炉中进行烧结，温度为900°C，烧结压力 为3MPa，保温时间为2小时，冷却即得。
[0018] 实施例2 一种新型金属摩擦复合材料，由以下成分以重量份制备而成:雾化铜粉45份、羰基铁粉 11份、铁钴铜粉12份、钽粉1.2份、硬脂酸正丁酯6份、邻苯二甲酸二丁酯1.3份、鳞片石墨18 份、二硒化铌4份、膨润土 2.5份、硫酸钙晶须2.5份、二氧化硅6份、氧化铝6份、双氰基丙烯酸 酯6份、皇冠醚5份、蒸馏水110份。
[0019] 上述新型金属摩擦复合材料的制备方法为:先将雾化铜粉、羰基铁粉、铁钴铜粉和 硬脂酸正丁酯混合，放入球磨机中在转速31 Or/min，球料比为1:1下球磨1.5小时，用蒸馏水 冲洗干净后放入烘箱中烘干，然后装入型模具中，在压力650MPa下进行冷压成型，保压时间 为1.5分钟，再放入烧结炉中进行烧结，温度为1050°C，保温时间为45分钟，将复合粉末取 出，加入剩余组分，倒入混料机中，在转速75rpm下混合分散1.5小时，装入型模具中，在压力 650MPa下进行冷压成型，保压时间为1.5分钟，最后放入烧结炉中进行烧结，温度为950°C， 烧结压力为3.2MPa，保温时间为2.5小时，冷却即得。
[0020] 实施例3 一种新型金属摩擦复合材料，由以下成分以重量份制备而成:雾化铜粉50份、羰基铁粉 12份、铁钴铜粉15份、钽粉1.5份、硬脂酸正丁酯7.5份、邻苯二甲酸二丁酯1.5份、鳞片石墨 20份、二硒化铌4.5份、膨润土 3份、硫酸钙晶须3份、二氧化硅7.5份、氧化铝6.5份、双氰基丙 烯酸酯6.5份、皇冠醚5.5份、蒸馏水125份。
[0021] 上述新型金属摩擦复合材料的制备方法为:先将雾化铜粉、羰基铁粉、铁钴铜粉和 硬脂酸正丁酯混合，放入球磨机中在转速325r/min，球料比为1:1下球磨1.5小时，用蒸馏水 冲洗干净后放入烘箱中烘干，然后装入型模具中，在压力650MPa下进行冷压成型，保压时间 为1.5分钟，再放入烧结炉中进行烧结，温度为1050°C，保温时间为45分钟，将复合粉末取 出，加入剩余组分，倒入混料机中，在转速75rpm下混合分散1.5小时，装入型模具中，在压力 650MPa下进行冷压成型，保压时间为1.5分钟，最后放入烧结炉中进行烧结，温度为950°C， 烧结压力为3.2MPa，保温时间为2.5小时，冷却即得。
[0022] 实施例4 一种新型金属摩擦复合材料，由以下成分以重量份制备而成:雾化铜粉55份、羰基铁粉 14份、铁钴铜粉18份、钽粉1.7份、硬脂酸正丁酯9份、邻苯二甲酸二丁酯1.8份、鳞片石墨22 份、二硒化铌5份、膨润土 3.5份、硫酸钙晶须3.5份、二氧化硅9份、氧化铝7份、双氰基丙烯酸 酯7份、皇冠醚6份、蒸馏水140份。
[0023]上述新型金属摩擦复合材料的制备方法为:先将雾化铜粉、羰基铁粉、铁钴铜粉和 硬脂酸正丁酯混合，放入球磨机中在转速340r/min，球料比为1:1下球磨1.5小时，用蒸馏水 冲洗干净后放入烘箱中烘干，然后装入型模具中，在压力650MPa下进行冷压成型，保压