一种金属基高温自润滑复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及高温自润滑材料领域，具体是涉及一种金属基高温自润滑复合材料及其制备方法。本发明从材料设计角度出发，在铁铜合金基体中加入Ni、Mo等增强基体的耐磨性，同时，添加石墨、二硫化钼等固体润滑相提高材料的自润滑性能，形成科学的成分组成，并在粉末冶金制备工艺下，制备出具有良好力学性能和自润滑性能的复合材料，能够满足在不同工况条件下对摩擦磨损性能要求，可广泛应用于航空航天，机械、汽车和军工等领域。
【专利说明】一种金属基高温自润滑复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及高温自润滑材料领域，具体是涉及一种金属基高温自润滑复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着现代工业技术的迅速发展，为满足工程机械在苛刻条件下的润滑减摩需求，一般的方法是使用润滑油或润滑脂，但在高温、真空、高速、重载、不易形成润滑油膜等恶劣特殊条件下，固体润滑剂在摩擦领域有着明显的优势，在在生产机械、家用电器、办公设备、精密仪器、交通运输设备和军事装备等领域，金属基固体润滑材料都起着十分重要的作用等领域，金属基固体润滑材料都起着十分重要的作用。
[0003]含有固体润滑剂(二硫化钥、石墨等)的铁基自润滑复合材料具有优异的摩擦磨损性能，被广泛应用于工业领域，如在生产机械、精密仪器、交通运输设备和军事装备等领域，都起着重要作用，因此需要设计出机械性能与摩擦性能较优异的润滑材料具有重要意义。针对现有技术中的不足，本发明提供了一种具有高温耐磨和自润滑性能的新型金属基自润滑复合材料及其制备方法，利用粉末冶金制备技术，通过材料的各种成分组成科学设计，发挥铁合金基体、增强相、固体润滑相等系统匹配效应，研究获得具有满足不同应用工况条件下无油润滑摩擦零件的金属基自润滑复合材料及其制备先进技术。
【发明内容】
[0004]一种金属基高温自润滑复合材料，其组成按质量百分比包括:
水雾化铁粉 40%?70% ；
Ni5%"10% ；
Mo5%"10% ；
Cr1%?10% ；
W1%?5% ；
Cu10%"15% ；
石墨2%?5% ；
MoS21%?7% ；
硅酸钠3%。
[0005]其中，水雾化铁粉、镍、钥、铬、钨及铜的纯度均大于99.95wt%，颗粒粒度200目；石墨、二硫化钥纯度大于99.5wt%，颗粒粒度200目；铁粉为水雾化铁粉。
[0006]一种制备金属基高温自润滑复合材料及其制备方法，按照以下步骤进行。
[0007](I)按质量百分比:水雾化铁粉40%?70%、镍5%?10%、钥5%?10%、铬1%?10%、钨1%?5%、铜10%?15%、石墨2%?5%、二硫化钥1%?7%，在搅拌机中充分混合，混料时间8h。
[0008](2)硅酸钠与水混合得到硅酸钠的水溶液，硅酸钠与水质量比为1:2，之后倒入搅拌机中混合搅拌,搅拌时间2h，硅酸钠的水溶液的加入量为混料质量的3%。[0009](3)混合搅拌后的混合粉末在干燥箱中干燥，干燥温度40°C。
[0010](4)温压成型:将干燥后的混合粉末和模具等加热到130°C ~150°C，压制成型，压力为 6OOMPa~8OOMPa。
[0011](5)在真空炉中烧结即可得到高温自润滑复合材料，烧结温度为1150°C，升温速度5~10°C /min，从室温升至烧结温度后保温l~2h，真空度为0.01~0.02Pa。
[0012]烧结后的产品按照要求进行加工成型。
[0013]本发明的特点和有益效果在于:
本发明从材料设计角度出发，在铁铜合金基体中加入N1、Mo等增强基体的耐磨性，同时，添加石墨、二硫化钥等固体润滑相提高材料的自润滑性能，形成科学的成分组成，并在粉末冶金制备工艺下，制备出具有良好力学性能和自润滑性能的复合材料，能够满足在不同工况条件下对摩擦磨损性能要求，可广泛应用于航空航天，机械、汽车和军工等领域。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是实例1、2、3、4复合材料在400°C下的摩擦系数图。
[0015]图2是实例3的高温复合材料金像扫描图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合具体实施例，对本发明的技术方案进一步说明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例
[0017]本实施例的金属基自润滑复合材料由以下质量百分比组分组成:
表1为添加石墨和MoS2的高温耐磨自润滑复合材料的组成和制备条件
【权利要求】
1.一种金属基高温自润滑复合材料，其特征在于:所述复合材料的组成按质量百分比为:
2.如权利要求1所述的一种金属基高温自润滑复合材料，其特征在于:所述水雾化铁粉、镍、钥、铬、钨及铜的纯度均大于99.95wt%，颗粒粒度200目；石墨、二硫化钥纯度大于99.5%，颗粒粒度200目。
3.如权利要求1所述的一种金属基高温自润滑复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤: (1)按质量百分比:水雾化铁粉40%~70%、镍5%~10%、钥5%~10%、铬1%~10%、钨1%~5%、铜10%~15%、石墨2%~5%、二硫化钥1%~7%，在搅拌机中混料； (2)硅酸钠与水混合得到硅酸钠的水溶液，硅酸钠与水质量比为1:2，之后倒入搅拌机中混合搅拌； (3)混合搅拌后的混合粉末在干燥箱中干燥； (4)温压成型:将干燥后的混合粉末和模具等加热到130°C~150°C，压制成型； (5)在真空炉中烧结得到所述金属基高温自润滑复合材料。
4.如权利要求3所述的一种金属基高温自润滑复合材料的制备方法，其特征在于:所述步骤I中的混料时间为8h。
5.如权利要求3所述的一种金属基高温自润滑复合材料的制备方法，其特征在于:所述步骤2中的搅拌时间为2h ;硅酸钠的水溶液的加入量为混料质量的3%。
6.如权利要求3所述的一种金属基高温自润滑复合材料的制备方法，其特征在于:所述步骤3中的干燥温度为40°C。
7.如权利要求3所述的一种金属基高温自润滑复合材料的制备方法，其特征在于:所述步骤4中压制成型的压力为600MPa~800MPa。
8.如权利要求3所述的一种金属基高温自润滑复合材料的制备方法，其特征在于所述真空烧结的工艺参数为:烧结温度为1150°C，升温速度5~10°C /min，从室温升至烧结温度后保温f 2h，真空度为0.01~0.02Pa。
【文档编号】C22C30/02GK103639405SQ201310637207
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】唐华, 张坤, 李长生, 张杜 申请人:江苏大学