CN100510129C - 一种铜基自润滑材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种铜基自润滑材料的制备方法，属于金属基复合材料的制备，本发明利用原位反应合成法制备铜基自润滑材料，包括把10%-32%铜铁合金粉末、8%-25%硫化铜粉末及工业电解铜粉经粉末混合后100-200MPa压制成形，650-800℃烧结成锭坯，再经复压和挤压制备。其中，铁含量占铜铁合金粉末10%-30%。本发明控制粉末及混合、经烧结、挤压工艺提高了基体Cu与减磨剂FeS的结合能力，使FeS颗粒均匀、弥散的分布在Cu基体中，该材料性能优异、减磨效果良好。对工业化生产具有原料准备简单、工艺控制容易、无污染、生产成本低的特点。
Description
所属技术领域
本发明属于金属基复合材料及其制备，特别是涉及铜基自润滑材料及制备方法。
背景技术
公知的铜基自润滑材料及其制备方法主要为粉末冶金法，包括：
①铜或铜合金基石墨固体自润滑材料：采用常规的粉末冶金冷压烧结方法制取材料，其过程为混粉-压制-烧结。选用合适的粘接剂，采用湿法混料方式，将鳞片状石墨粉在铜合金基体中充分混合均匀，室温条件下在钢模中压制成型，压制压力为560MPa。材料烧结在高温网带烧结炉中进行，采用氨分解气氛(N2、H2)保护，烧结温度为850-880℃，烧结时间为60min。
②铜或铜合金基石墨-氧化物自润滑材料：采用粉末冶金自由烧结工艺制备材料，将铜粉、石墨及氧化铅粉末按比例在混料器中混匀后在钢模中于300MPa的压力下压制成毛坯，然后在通氢气保护气氛的烧结炉中烧结制成样品，烧结温度830-880℃，保温时间1h。
③铜或铜合金基MoS2固体自润滑材料：采用粉末冶金工艺来制备该材料，基体材料常温成形，在氢气保护下烧结，保温后水冷；在低真空下浸渍固体润滑剂，并在100-110℃下烘干。浸渍与烘干重复进行3-4次。最后，在370-380℃，氢气保护下固化30min。
④铜-塑自润滑材料：该材料的固体润滑剂通常为聚四氟乙烯，聚甲醛等有机材料，采用气流粉碎法混合材料后模压成型，在一定的温度下烧结聚合。
发明内容
本发明的目的是利用原位反应合成法提供一种铜基自润滑材料的制备方法。
本发明通过以下工艺步骤实现：
(1)将占总重量百分比：
8％-25％、粒度-200目的化学纯硫化铜粉末，
10％-32％、粒度-200目的铜铁合金粉末，
余量为粒度-200目的工业电解铜粉，
送入混料机混合均匀，混料时间1-10小时；
(2)将混合均匀的原料冷压制成压坯，压坯成型压力100-200MPa；
(3)坯料送入烧结炉中进行烧结成锭坯，烧结温度650-800℃，时间5-7小时，氢气氛保护；
(4)锭坯进行复压、复压压力500-800MPa；
(5)挤压，挤压温度760-950℃。
所述的铜铁合金粉末中铁含量占该粉末重量百分比10％-30％。
本发明提供的自润滑材料的原料，通过反应合成使自润滑剂FeS与Cu形成较为牢固地结合，而烧结和挤压工艺进一步提高了基体Cu与自润滑剂FeS的结合能力，并使FeS颗粒均匀、弥散地分布于Cu基体之中。
与公知技术相比，本发明的积极效果是：机械、物理性能优异、减磨效果良好，并且，本发明原料准备简单、工艺过程容易控制、生产成本低，生产过程对环境无污染，可实现工业化大批量生产。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例一：
按铜铁合金粉32％，化学纯硫化铜粉25％，工业电解铜粉余量的比例配制原料，经10小时混合，用冷等静压机压制成形，成形压力200MPa，经过680℃、6小时烧结，750MPa复压，800℃挤压，可获得铜基自润滑材料成品。
实施例二：
按铁含量为15％的铜铁合金粉32％，化学纯硫化铜粉25％，工业电解铜粉余量的比例配制原料，经3小时混合，用冷等静压机压制成形，成形压力120MPa，经过680℃、7小时烧结，800MPa复压，760℃挤压，可获得铜基自润滑材料成品。
实施例三：
按铁含量为30％的铜铁合金粉32％，化学纯硫化铜粉15％，工业电解铜粉余量的比例配制原料，经10小时混合，用冷等静压机压制成形，成形压力150MPa，经过730℃、7小时烧结，800MPa复压，850℃挤压，可获得铜基自润滑材料成品。
实施例四：
按铁含量为20％的铜铁合金粉32％，化学纯硫化铜粉25％，工业电解铜粉余量的比例配制原料，经10小时混合，用冷等静压机压制成形，成形压力160MPa，经过800℃、7小时烧结，800MPa复压，950℃挤压，可获得铜基自润滑材料成品。
实施例五：
按铁含量为30％的铜铁合金粉10％，化学纯硫化铜粉8％，工业电解铜粉余量的比例配制原料，经5小时混合，用冷等静压机压制成形，成形压力100MPa，经过760℃、5小时烧结，500MPa复压，800℃挤压，可获得铜基自润滑材料成品。
实施例六：
按铁含量为30％的铜铁合金粉10％，化学纯硫化铜粉8％，工业电解铜粉余量的比例配制原料，经5小时混合，用冷等静压机压制成形，成形压力150MPa，经过800℃、5小时烧结，500MPa复压，850℃挤压，可获得铜基自润滑材料成品。
实施例七：
按铁含量为25％的铜铁合金粉20％，化学纯硫化铜粉25％，工业电解铜粉余量的比例配制原料，经10小时混合，用冷等静压机压制成形，成形压力200MPa，经过700℃、7小时烧结，800MPa复压，900℃挤压，可获得铜基自润滑材料成品。
实施例八：
按铁含量为10％的铜铁合金粉20％，化学纯硫化铜粉25％，工业电解铜粉余量的比例配制原料，经10小时混合，用冷等静压机压制成形，成形压力120MPa，经过800℃、7小时烧结，800MPa复压，920℃挤压，可获得铜基自润滑材料成品。
Claims (1)
1.一种铜基自润滑材料的制备方法，其特征是工艺步骤为：
(1)将占总重量百分比：
8％-25％、粒度-200目的化学纯硫化铜粉末，
10％-32％、粒度-200目的铜铁合金粉末，在铜铁合金粉末中铁含量占该粉末的重量百分比为10％-30％，
余量为粒度-200目的工业电解铜粉，
送入混料机混合均匀，混料时间1-10小时；
(2)将混合均匀的原料冷压制成压坯，压坯成型压力100-200MPa；
(3)压坯送入烧结炉中进行烧结成锭坯，烧结温度650-800℃，时间5-7小时，氢气氛保护；
(4)锭坯进行复压、复压压力500-800MPa；
(5)挤压，挤压温度760-950℃。
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