CN103691935A - 一种铜基自润滑材料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铜基自润滑材料及制备方法，包括配料，按重量百分比为10-20％的硫化铜粉末、35-40％的铜铁合金粉末，余量为铜粉配料；混料，将混合均匀的原料冷压制成压坯；坯料送入烧结炉中在氢气氛保护下进行烧结成锭坯；复压；挤压成型。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。

Description

一种铜基自润滑材料及制备方法

技术领域

本发明属于金属基复合材料领域，具体是指一种铜基自润滑材料及制备方法。

背景技术

现有的铜基自润滑材料包括有，铜或铜合金基石墨固体自润滑材料、铜或铜合金基石墨-氧化物自润滑材料、铜或铜合金基MoS2固体自润滑材料及铜-塑自润滑材料。

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。

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、石墨及氧化铅粉末混粉-压制-烧结。

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。

铜-塑自润滑材料固体润滑剂通常为聚四氟乙烯，聚甲醛等有机材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种铜基自润滑材料及制备方法。

本发明通过以下技术方案实现的：

一种铜基自润滑材料，包括有硫化铜粉末、铜铁合金粉末及铜粉；其组成按重量百分比为10-20％的硫化铜粉末、35-40％的铜铁合金粉末，余量为铜粉。

所述的硫化铜粉末为化学纯硫化铜粉末。

所述的铜铁合金粉末中的铁含量按重量百分比为5-8％。

所述的硫化铜粉末、铜铁合金粉末及铜粉的粒径为200目以下。

一种铜基自润滑材料制备方法，

配料，按重量百分比为10-20％的硫化铜粉末、35-40％的铜铁合金粉末，余量为铜粉配料；

混料，将上述配料送入混料机混合均匀，混料时间1-10小时；

将混合均匀的原料冷压制成压坯，压坯成型压力100-200Mpa，压制时间为15-30秒；

坯料送入烧结炉中在氢气氛保护下进行烧结成锭坯，烧结温度700-750℃，时间6-8小时；

温度降低到600-650℃后锭坯进行复压、复压压力650-750Mpa，复压时间为3-5秒；

复压后温度升高至850-1000℃挤压成型。

本发明的有益效果是：

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。

具体实施方式

一种铜基自润滑材料，包括有硫化铜粉末、铜铁合金粉末及铜粉；其组成按重量百分比为10-20％的硫化铜粉末、35-40％的铜铁合金粉末，余量为铜粉。

所述的硫化铜粉末为化学纯硫化铜粉末。

所述的铜铁合金粉末中的铁含量按重量百分比为5-8％。

所述的硫化铜粉末、铜铁合金粉末及铜粉的粒径为200目以下。

所述的铜基自润滑材料的制备方法为，

配料，按重量百分比为10-20％的硫化铜粉末、35-40％的铜铁合金粉末，余量为铜粉配料；

混料，将上述配料送入混料机混合均匀，混料时间1-10小时；

将混合均匀的原料冷压制成压坯，压坯成型压力100-200Mpa，压制时间为15-30秒；

坯料送入烧结炉中在氢气氛保护下进行烧结成锭坯，烧结温度700-750℃，时间6-8小时；

温度降低到600-650℃后锭坯进行复压、复压压力650-750Mpa，复压时间为3-5秒；

复压后温度升高至850-1000℃挤压成型。

实施例1

一种铜基自润滑材料，包括有硫化铜粉末、铜铁合金粉末及铜粉；其组成按重量百分比为10％的硫化铜粉末、35％的铜铁合金粉末，余量为铜粉。

所述的硫化铜粉末为化学纯硫化铜粉末。

所述的铜铁合金粉末中的铁含量按重量百分比为5％。

所述的硫化铜粉末、铜铁合金粉末及铜粉的粒径为200目以下。

所述的铜基自润滑材料的制备方法为，

配料，按重量百分比为10％的硫化铜粉末、35％的铜铁合金粉末其铁含量按重量百分比为5％，余量为铜粉配料；

混料，将上述配料送入混料机混合均匀，混料时间5小时；

将混合均匀的原料冷压制成压坯，压坯成型压力180Mpa，压制时间为15秒；

坯料送入烧结炉中在氢气氛保护下进行烧结成锭坯，烧结温度700-750℃，时间6小时；

温度降低到600-650℃后锭坯进行复压、复压压力650Mpa，复压时间为3秒；

复压后温度升高至850℃挤压成型。

实施例2

一种铜基自润滑材料，包括有硫化铜粉末、铜铁合金粉末及铜粉；其组成按重量百分比为20％的硫化铜粉末、40％的铜铁合金粉末，余量为铜粉。

所述的硫化铜粉末为化学纯硫化铜粉末。

所述的铜铁合金粉末中的铁含量按重量百分比为8％。

所述的硫化铜粉末、铜铁合金粉末及铜粉的粒径为200目以下。

所述的铜基自润滑材料的制备方法为，

配料，按重量百分比为20％的硫化铜粉末、40％的铜铁合金粉末其铁含量按重量百分比为8％，余量为铜粉配料；

混料，将上述配料送入混料机混合均匀，混料时间8小时；

将混合均匀的原料冷压制成压坯，压坯成型压力150Mpa，压制时间为30秒；

坯料送入烧结炉中在氢气氛保护下进行烧结成锭坯，烧结温度700-750℃，时间8小时；

温度降低到600-650℃后锭坯进行复压、复压压力750Mpa，复压时间为5秒；

复压后温度升高至1000℃挤压成型。

实施例3

一种铜基自润滑材料，包括有硫化铜粉末、铜铁合金粉末及铜粉；其组成按重量百分比为15％的硫化铜粉末、38％的铜铁合金粉末，余量为铜粉。

所述的硫化铜粉末为化学纯硫化铜粉末。

所述的铜铁合金粉末中的铁含量按重量百分比为7％。

所述的硫化铜粉末、铜铁合金粉末及铜粉的粒径为200目以下。

所述的铜基自润滑材料的制备方法为，

配料，按重量百分比为15％的硫化铜粉末、38％的铜铁合金粉末其铁含量按重量百分比为7％，余量为铜粉配料；

混料，将上述配料送入混料机混合均匀，混料时间10小时；

将混合均匀的原料冷压制成压坯，压坯成型压力180Mpa，压制时间为25秒；

坯料送入烧结炉中在氢气氛保护下进行烧结成锭坯，烧结温度700-750℃，时间7小时；

温度降低到600-650℃后锭坯进行复压、复压压力700Mpa，复压时间为4秒；

复压后温度升高至950℃挤压成型。

Claims (5)

1.一种铜基自润滑材料，其特征在于：包括有硫化铜粉末、铜铁合金粉末及铜粉；其组成按重量百分比为10-20％的硫化铜粉末、35-40％的铜铁合金粉末，余量为铜粉。

2.根据权利要求1所述的铜基自润滑材料，其特征在于：所述的硫化铜粉末为化学纯硫化铜粉末。

3.根据权利要求1所述的铜基自润滑材料，其特征在于：所述的铜铁合金粉末中的铁含量按重量百分比为5-8％。

4.根据权利要求1所述的铜基自润滑材料，其特征在于：所述的硫化铜粉末、铜铁合金粉末及铜粉的粒径为200目以下。

5.一种铜基自润滑材料制备方法，其特征在于：

配料，按重量百分比为10-20％的硫化铜粉末、35-40％的铜铁合金粉末，余量为铜粉配料；

混料，将上述配料送入混料机混合均匀，混料时间1-10小时；

将混合均匀的原料冷压制成压坯，压坯成型压力100-200Mpa，压制时间为15-30秒；

坯料送入烧结炉中在氢气氛保护下进行烧结成锭坯，烧结温度700-750℃，时间6-8小时；

温度降低到600-650℃后锭坯进行复压、复压压力650-750Mpa，复压时间为3-5秒；

复压后温度升高至850-1000℃挤压成型。