CN115369283A - 一种原位合成陶瓷-c复合增强的铜基轴承材料及其制备方法 - Google Patents

一种原位合成陶瓷-c复合增强的铜基轴承材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及粉末冶金的技术领域，公开了一种原位合成陶瓷‑C复合增强的铜基轴承材料及其制备方法，所述铜基轴承材料包括Cu‑Sn‑Zn铜合金基体、TiB2‑TiN‑TiC‑Cr23C6陶瓷相及弥散分布的C颗粒。本发明中无铅铜基轴承材料具有高承载力、高耐磨耐蚀、高抗疲劳强度、自润滑、环保无污染等特点，通过制备Cu‑Sn‑Zn铜合金基体的同时原位合成TiB2‑TiN‑TiC‑Cr23C6陶瓷相，克服人工外加陶瓷颗粒可能存在的污染问题，还能够大幅提升铜基合金的强度、硬度、韧性及耐磨性，有效实现硬度和强韧性的匹配；弥散分布的C颗粒能够提高铜合金的自润滑性，更有利于提高滑动轴承材料的耐磨性。

Description

一种原位合成陶瓷-C复合增强的铜基轴承材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金的技术领域，尤其涉及一种原位合成陶瓷-C复合增强的铜基轴承材料及其制备方法。
背景技术
滑动轴承是发动机中重要的摩擦易损件，与发动机曲轴、凸轮轴、活塞销等零部件组成重要的摩擦副，因此滑动轴承材料要具有良好的耐磨性、抗咬粘性、耐蚀性、嵌入性、导热性、抗疲劳强度和低的线膨胀系数等特性。铜基合金具有良好的导热性、高承载力和较高的抗疲劳强度，其中铜铅合金是最主要的铜合金轴承材料。铜铅合金在液态时有限互溶，但在300℃以下完全不互溶，较硬的铜基体中存在软质的铅相使得滑动轴承具有良好的综合性能，因此被广泛应用于重载、高强化发动机滑动轴承领域。
然而，含铅铜基合金中的铅会给环境造成巨大的危害，并不符合环保发展理念，因此开发具有高承载能力的无铅铜基滑动轴承材料受到了越来越多的关注和研究。目前已开发出数种类型的无铅或低铅重载发动机用铜基滑动轴承材料，例如用磷青铜(CuSn8P)替代传统的铜铅合金(CuPb10Sn10)，公开号为CN101688268B的中国发明专利公开了一种不含Pb的铜合金滑动材料和滑动轴承，铜合金内含有1.0～15.0％的Sn、0.5～15.0％的Bi和0.05～5.0％的Ag，Ag和Bi形成Ag-Bi共晶，根据需要也可含有Ni、P、Zn中的至少1种、以及Fe3P、Fe2P、FeB、NiB和/或AlN。但是，上述材料难以兼顾硬度、韧性以及抗疲劳强度等性能，限制其在滑动轴承材料领域的广泛应用。
发明内容
为了解决无铅铜基滑动轴承材料无法同时具有高的硬度、韧性以及抗疲劳强度的技术问题，本发明提供了一种原位合成陶瓷-C复合增强的铜基轴承材料及其制备方法，采用无铅Cu-Sn-Zn铜合金基体，对环境无污染，而且还原位合成TiB2-TiN-TiC-Cr23C6陶瓷相，使得该轴承材料具有高承载力、高耐磨耐蚀、高抗疲劳强度、自润滑等性能，实用性强。
本发明的具体技术方案为：
第一方面，本发明提供了一种原位合成陶瓷-C复合增强的铜基轴承材料，所述铜基轴承材料包括Cu-Sn-Zn铜合金基体、TiB2-TiN-TiC-Cr23C6陶瓷相及弥散分布的C颗粒。
本发明中的轴承材料采用Cu-Sn-Zn铜合金基体，不含Pb，对环境无污染，而且还在铜合金基体的制备同时原位合成TiB2-TiN-TiC-Cr23C6陶瓷相，克服人工外加陶瓷颗粒可能存在的污染问题，还能够大幅提升铜基合金的强度、硬度、韧性及耐磨性，有效实现硬度和强韧性的匹配。另外，Cu-Sn-Zn铜合金基体具有孔隙结构，弥散分布的C颗粒能够提高铜合金的自润滑性，减少摩擦，延长寿命。该无铅铜基轴承材料具有高承载力、高耐磨耐蚀、高抗疲劳强度、自润滑、环保无污染等特点，综合性能优异，实用性强。
作为优选，所述铜基轴承材料的原料均为粉末状，原料按质量百分比计包括54～90％的Cu、3～10％的Sn、5～10％的Zn、1～8％的Ti、0.1～5％的Cr、0.5～5％的Mg、0.1～3％的Bi、1～3％的BN和0.1～2％的C。
作为优选，所述Cu、Sn、Zn、Ti、Cr和Mg的粉末粒径为20～100μm；所述C和BN的粉末粒径为不大于1μm；所述C为石墨或碳纳米管。
原料粉末粒径太小会导致孔隙率低，粒径太大粉末的烧结活性会降低，而且C粉末的粒径的选择还在于考虑其形成的润滑作用。
第二方面，本发明还提供了一种原位合成陶瓷-C复合增强的铜基轴承材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)混料：将原料Cu、Sn、Zn、Ti、Cr、Mg、Bi、BN和C真空干燥后，进行湿法球磨处理，随后再次进行真空干燥，得到混合粉末；
(2)压制：将混合粉末置于模具中进行压制，得到压坯；
(3)烧结：将压坯在保护气体气氛下进行烧结处理，得到预毛坯；
(4)热处理：将预毛坯进行真空热处理，得到毛坯；
(5)后处理：将毛坯精整加工及浸油处理，得到铜基轴承材料。
本发明利用粉末冶金技术制备铜基轴承材料，原位合成Cu-Sn-Zn铜合金基体和TiB2-TiN-TiC-Cr23C6陶瓷相，通过调控其它掺杂元素来提升铜合金基体的性能，添加Mg能够替代部分Sn形成单相固溶体，提高铜合金的力学性能，Bi能提高合金的嵌入性和抗疲劳性能。而Ti、Cr、BN、C元素的添加是为了在制备过程中反应形成陶瓷相，增大合金硬度和耐磨性，其中C是过量的，未反应的C在合金中起着自润滑作用。另外，粉末冶金同时原位合成铜合金和增强陶瓷相受到反应条件的影响，基于本发明研究，在Cu-Sn-Zn铜合金基体形成的同时，粉末冶金过程中的烧结温度、热动力学演变形态、原位合成反应条件等影响下，更适于TiB2-TiN-TiC-Cr23C6陶瓷相的形成，且该陶瓷相能够在铜合金基体内起到更好的协同增强作用，提高硬度和耐磨性。而且，Cu-Sn-Zn铜合金基体形成合适的孔隙结构，C粉末和浸油的润滑性更佳，降低摩擦，延长寿命。
湿法球磨能够促使各原料的混合分散，混合均匀性更好有助于提高铜合金的整体性能，也更有助于C粉末的弥散作用。之后进行压制，通过烧结将松装的压坯烧结成形，粉末颗粒间形成烧结颈，通过原子扩散熔融搭接在一起，经烧结后材料具有一定强度和使用性能。另外，Ti、Cr、BN、C之间的反应也在这一步完成的，烧结高温满足反应条件，促进原位生成陶瓷相。但是，因陶瓷材料与金属材料存在应力，匹配度差，热处理可降低或去除这种应力(即去应力退火)，提高轴承材料的综合性能。
作为优选，步骤(1)中，所述湿法球磨处理为：球料质量比为3～20：1，转速为50～500r/min，混合时间为0.5～5h；所述湿法球磨处理中加入的溶剂为水、酒精或丙酮。
作为优选，步骤(2)中，所述压制的压力为100～500MPa。
压制压力会影响孔隙结构以及烧结后的强度，同样需要加以控制。
作为优选，步骤(3)中，所述烧结处理为：以1～10℃/min的升温速率升温至750～1050℃，烧结10～100min。
作为优选，步骤(3)中，所述保护气体为氩气和氢气的混合气；所述氩气和氢气的体积比为1：1～9。
氢气和氩气对于铜合金烧结而言二者都是保护气，避免烧结过程中铜合金被氧化，且经研究发现，在纯氩气中烧结空隙率高但孔隙形状不规则，强度偏低，在纯氢气中烧结孔隙形状趋于球形并细化，强度高，但是空隙率偏低。因此，将这两种气体同时作为保护气且在该体积比限定下，可达到孔隙形状规则且孔隙率适中、强度高的需求。
作为优选，步骤(4)中，所述真空热处理为：以5～20℃/min的升温速率升温至400～600℃，保温1～10h。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
(1)采用无铅的Cu-Sn-Zn铜合金基体，对环境无污染，同时原位合成TiB2-TiN-TiC-Cr23C6陶瓷相，克服人工外加陶瓷颗粒可能存在的污染问题，还能够大幅提升铜基合金的强度、硬度、韧性及耐磨性，有效实现硬度和强韧性的匹配；
(2)弥散分布的C颗粒能够提高铜合金的自润滑性，更有利于提高滑动轴承材料的耐磨性；
(3)添加Mg能够替代部分Sn形成单相固溶体，提高铜合金的力学性能，Bi能提高合金的嵌入性和抗疲劳性能；
(4)该无铅铜基轴承材料具有高承载力、高耐磨耐蚀、高抗疲劳强度、自润滑、环保无污染等特点，综合性能优异，实用性强。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。在本发明中所涉及的装置、连接结构和方法，若无特指，均为本领域公知的装置、连接结构和方法。
总实施例
一种原位合成陶瓷-C复合增强的铜基轴承材料包括Cu-Sn-Zn铜合金基体、TiB2-TiN-TiC-Cr23C6陶瓷相及弥散分布的C颗粒。
其制备方法包括如下步骤：
(1)混料：将原料Cu、Sn、Zn、Ti、Cr、Mg、Bi、BN和C真空干燥，其中Cu、Sn、Zn、Ti、Cr和Mg的粉末粒径为20～100μm，C和BN的粉末粒径为不大于1μm，C为石墨或碳纳米管；再按质量百分比计，将54～90％的Cu、3～10％的Sn、5～10％的Zn、1～8％的Ti、0.1～5％的Cr、0.5～5％的Mg、0.1～3％的Bi、1～3％的BN和0.1～2％的C进行配比，之后以水、酒精或丙酮为溶剂进行湿法球磨处理，球料质量比为3～20：1，转速为50～500r/min，混合时间为0.5～5h，随后再次进行真空干燥，得到混合粉末；
(2)压制：将混合粉末置于模具中以100～500MPa的压力进行压制，得到压坯；
(3)烧结：将压坯在保护气体(氩气和氢气的体积比为1：1～9)气氛下进行烧结处理，以1～10℃/min的升温速率升温至750～1050℃，烧结10～100min，随炉冷却，得到预毛坯；
(4)热处理：将预毛坯进行真空热处理，以5～20℃/min的升温速率升温至400～600℃，保温1～10h，随炉冷却，得到毛坯；
(5)后处理：将毛坯进行精整、辅助机加工及浸油处理，得到铜基轴承材料。
实施例1
一种原位合成陶瓷-C复合增强的铜基轴承材料，按质量百分比计其原料包括73.5％Cu、5％Sn、6％Zn、3％Ti、2.5％Cr、4％Mg、1％Bi、3％BN和2％C(石墨)。其中，Cu、Sn、Zn、Ti、Cr和Mg的平均粉末粒径为90μm，C和BN的平均粉末粒径为1μm。
其制备方法包括如下步骤：
(1)混料：将原料73.5％Cu、5％Sn、6％Zn、3％Ti、2.5％Cr、4％Mg、1％Bi、3％BN和2％C真空干燥，之后以酒精为溶剂进行湿法球磨处理，球料质量比为5：1，转速为250r/min，混合时间为1.5h，随后再次进行真空干燥，得到混合粉末；
(2)压制：将混合粉末置于模具中以300MPa的压力进行压制，得到压坯；
(3)烧结：将压坯在保护气体(氩气和氢气的体积比为1：1)气氛下进行烧结处理，以7.5℃/min的升温速率升温至830℃，烧结30min，随炉冷却，得到预毛坯；
(4)热处理：将预毛坯进行真空热处理，以15℃/min的升温速率升温至450℃，保温2h，随炉冷却，得到毛坯；
(5)后处理：将毛坯进行精整、辅助机加工及浸油处理，得到铜基轴承材料。
实施例2
一种原位合成陶瓷-C复合增强的铜基轴承材料，按质量百分比计其原料包括68.5％Cu、7.5％Sn、7.5％Zn、5％Ti、1％Cr、5％Mg、2％Bi、2.5％BN和1％C(石墨)。其中，Cu、Sn、Zn、Ti、Cr和Mg的平均粉末粒径为70μm，C和BN的平均粉末粒径为900nm。
其制备方法包括如下步骤：
(1)混料：将原料68.5％Cu、7.5％Sn、7.5％Zn、5％Ti、1％Cr、5％Mg、2％Bi、2.5％BN和1％C真空干燥，之后以酒精为溶剂进行湿法球磨处理，球料质量比为8：1，转速为150r/min，混合时间为2h，随后再次进行真空干燥，得到混合粉末；
(2)压制：将混合粉末置于模具中以250MPa的压力进行压制，得到压坯；
(3)烧结：将压坯在保护气体(氩气和氢气的体积比为1：9)气氛下进行烧结处理，以5℃/min的升温速率升温至780℃，烧结60min，随炉冷却，得到预毛坯；
(4)热处理：将预毛坯进行真空热处理，以10℃/min的升温速率升温至500℃，保温2h，随炉冷却，得到毛坯；
(5)后处理：将毛坯进行精整、辅助机加工及浸油处理，得到铜基轴承材料。
实施例3
一种原位合成陶瓷-C复合增强的铜基轴承材料，按质量百分比计其原料包括73.5％Cu、7％Sn、6％Zn、4％Ti、1.5％Cr、3.5％Mg、0.5％Bi、2％BN和1.5％C(石墨)。其中，Cu、Sn、Zn、Ti、Cr和Mg的平均粉末粒径为80μm，C和BN的平均粉末粒径为1μm。
其制备方法包括如下步骤：
(1)混料：将原料73.5％Cu、7％Sn、6％Zn、4％Ti、1.5％Cr、3.5％Mg、0.5％Bi、2％BN和1.5％C真空干燥，之后以酒精为溶剂进行湿法球磨处理，球料质量比为10：1，转速为300r/min，混合时间为1h，随后再次进行真空干燥，得到混合粉末；
(2)压制：将混合粉末置于模具中以400MPa的压力进行压制，得到压坯；
(3)烧结：将压坯在保护气体(氩气和氢气的体积比为3：7)气氛下进行烧结处理，以5℃/min的升温速率升温至820℃，烧结60min，随炉冷却，得到预毛坯；
(4)热处理：将预毛坯进行真空热处理，以10℃/min的升温速率升温至500℃，保温3.5h，随炉冷却，得到毛坯；
(5)后处理：将毛坯进行精整、辅助机加工及浸油处理，得到铜基轴承材料。
对比例1
与实施例3的区别在于：陶瓷相为TiC。
一种原位合成陶瓷-C复合增强的铜基轴承材料，按质量百分比计其原料包括73.5％Cu、7％Sn、6％Zn、4％Ti、3.5％Mg、0.5％Bi和1.5％C(石墨)。其中，Cu、Sn、Zn、Ti和Mg的平均粉末粒径为80μm，C的平均粉末粒径为1μm。
其制备方法包括如下步骤：
(1)混料：将原料73.5％Cu、7％Sn、6％Zn、4％Ti、3.5％Mg、0.5％Bi和1.5％C真空干燥，之后以酒精为溶剂进行湿法球磨处理，球料质量比为10：1，转速为300r/min，混合时间为1h，随后再次进行真空干燥，得到混合粉末；
(2)压制：将混合粉末置于模具中以400MPa的压力进行压制，得到压坯；
(3)烧结：将压坯在保护气体(氩气和氢气的体积比为3：7)气氛下进行烧结处理，以5℃/min的升温速率升温至820℃，烧结60min，随炉冷却，得到预毛坯；
(4)热处理：将预毛坯进行真空热处理，以10℃/min的升温速率升温至500℃，保温3.5h，随炉冷却，得到毛坯；
(5)后处理：将毛坯进行精整、辅助机加工及浸油处理，得到铜基轴承材料。
对比例2
与实施例3的区别在于：陶瓷相为TiB2-TiN-TiC。
一种原位合成陶瓷-C复合增强的铜基轴承材料，按质量百分比计其原料包括73.5％Cu、7％Sn、6％Zn、4％Ti、3.5％Mg、0.5％Bi、2％BN和1.5％C(石墨)。其中，Cu、Sn、Zn、Ti和Mg的平均粉末粒径为80μm，C和BN的平均粉末粒径为1μm。
其制备方法包括如下步骤：
(1)混料：将原料73.5％Cu、7％Sn、6％Zn、4％Ti、3.5％Mg、0.5％Bi、2％BN和1.5％C真空干燥，之后以酒精为溶剂进行湿法球磨处理，球料质量比为10：1，转速为300r/min，混合时间为1h，随后再次进行真空干燥，得到混合粉末；
(2)压制：将混合粉末置于模具中以400MPa的压力进行压制，得到压坯；
(3)烧结：将压坯在保护气体(氩气和氢气的体积比为3：7)气氛下进行烧结处理，以5℃/min的升温速率升温至820℃，烧结60min，随炉冷却，得到预毛坯；
(4)热处理：将预毛坯进行真空热处理，以10℃/min的升温速率升温至500℃，保温3.5h，随炉冷却，得到毛坯；
(5)后处理：将毛坯进行精整、辅助机加工及浸油处理，得到铜基轴承材料。
对比例3
与实施例3的区别在于：陶瓷相为TiC-Cr23C6。
一种原位合成陶瓷-C复合增强的铜基轴承材料，按质量百分比计其原料包括73.5％Cu、7％Sn、6％Zn、4％Ti、1.5％Cr、3.5％Mg、0.5％Bi和1.5％C(石墨)。其中，Cu、Sn、Zn、Ti、Cr和Mg的平均粉末粒径为80μm，C的平均粉末粒径为1μm。
其制备方法包括如下步骤：
(1)混料：将原料73.5％Cu、7％Sn、6％Zn、4％Ti、1.5％Cr、3.5％Mg、0.5％Bi和1.5％C真空干燥，之后以酒精为溶剂进行湿法球磨处理，球料质量比为10：1，转速为300r/min，混合时间为1h，随后再次进行真空干燥，得到混合粉末；
(2)压制：将混合粉末置于模具中以400MPa的压力进行压制，得到压坯；
(3)烧结：将压坯在保护气体(氩气和氢气的体积比为3：7)气氛下进行烧结处理，以5℃/min的升温速率升温至820℃，烧结60min，随炉冷却，得到预毛坯；
(4)热处理：将预毛坯进行真空热处理，以10℃/min的升温速率升温至500℃，保温3.5h，随炉冷却，得到毛坯；
(5)后处理：将毛坯进行精整、辅助机加工及浸油处理，得到铜基轴承材料。
对比例4
与实施例3的区别在于：压制的压力为700MPa。
一种原位合成陶瓷-C复合增强的铜基轴承材料，按质量百分比计其原料包括73.5％Cu、7％Sn、6％Zn、4％Ti、1.5％Cr、3.5％Mg、0.5％Bi、2％BN和1.5％C(石墨)。其中，Cu、Sn、Zn、Ti、Cr和Mg的平均粉末粒径为80μm，C和BN的平均粉末粒径为1μm。
其制备方法包括如下步骤：
(1)混料：将原料73.5％Cu、7％Sn、6％Zn、4％Ti、1.5％Cr、3.5％Mg、0.5％Bi、2％BN和1.5％C真空干燥，之后以酒精为溶剂进行湿法球磨处理，球料质量比为10：1，转速为300r/min，混合时间为1h，随后再次进行真空干燥，得到混合粉末；
(2)压制：将混合粉末置于模具中以700MPa的压力进行压制，得到压坯；
(3)烧结：将压坯在保护气体(氩气和氢气的体积比为3：7)气氛下进行烧结处理，以5℃/min的升温速率升温至820℃，烧结60min，随炉冷却，得到预毛坯；
(4)热处理：将预毛坯进行真空热处理，以10℃/min的升温速率升温至500℃，保温3.5h，随炉冷却，得到毛坯；
(5)后处理：将毛坯进行精整、辅助机加工及浸油处理，得到铜基轴承材料。
对比例5
与实施例3的区别在于：氩气和氢气的体积比为7：3。
一种原位合成陶瓷-C复合增强的铜基轴承材料，按质量百分比计其原料包括73.5％Cu、7％Sn、6％Zn、4％Ti、1.5％Cr、3.5％Mg、0.5％Bi、2％BN和1.5％C(石墨)。其中，Cu、Sn、Zn、Ti、Cr和Mg的平均粉末粒径为80μm，C和BN的平均粉末粒径为1μm。
其制备方法包括如下步骤：
(1)混料：将原料73.5％Cu、7％Sn、6％Zn、4％Ti、1.5％Cr、3.5％Mg、0.5％Bi、2％BN和1.5％C真空干燥，之后以酒精为溶剂进行湿法球磨处理，球料质量比为10：1，转速为300r/min，混合时间为1h，随后再次进行真空干燥，得到混合粉末；
(2)压制：将混合粉末置于模具中以400MPa的压力进行压制，得到压坯；
(3)烧结：将压坯在保护气体(氩气和氢气的体积比为7：3)气氛下进行烧结处理，以5℃/min的升温速率升温至820℃，烧结60min，随炉冷却，得到预毛坯；
(4)热处理：将预毛坯进行真空热处理，以10℃/min的升温速率升温至500℃，保温3.5h，随炉冷却，得到毛坯；
(5)后处理：将毛坯进行精整、辅助机加工及浸油处理，得到铜基轴承材料。
性能测试
硬度：维氏硬度计，载荷300gf，保载时间10s；
抗拉强度：根据标准GB-T 228.1-2010，在电子万能试验机上进行测定，拉伸速率为2mm/min；径向压溃强度：根据标准GB-T 6804-2008，在电子万能试验机上进行测定，压缩速率为1mm/min；
摩擦系数：室温球盘接触旋转磨损方式，载荷5N，摩擦转速300rmp，摩擦半径2mm，摩擦时间30min；
收缩率：根据标准GB/T 5159-2015，用游标卡尺测量压坯和相应的烧结试样的径向和轴向尺寸，精确到0.005mm；
含油率：根据标准GB/T 5163-2006，通过阿基米德排水法测定含油轴承试样的密度和含油率。
表1
Figure BDA0003798319330000081
Figure BDA0003798319330000091
具体结果如表1所示，本发明的无铅铜基轴承材料具有高的强度、硬度、韧性、耐磨性、抗疲劳强度和自润滑性，综合性能优异，实用性强。对比例1-3均表明陶瓷相的组成对于该Cu-Sn-Zn铜合金基体的增强作用会有差异，本发明陶瓷相能够在铜合金基体内起到更好的协同增强作用，提高硬度和耐磨性。而且，采用与本发明不同陶瓷相时，还会受到烧结温度、热动力学机理等的影响，最终导致陶瓷相的增强作用、合金基体的孔隙率、强度等性能达不到较好效果。对比例4表明压制压力过大，轴承材料的空隙形状和孔隙率都会受到影响，并且还会影响铜合金与陶瓷相的原位合成效果，降低强度；同样压制压力过小，导致结构越松散，也会降低整体性能。对比例5表明氢气和氩气的体积比超出限定范围，则孔隙形状、孔隙率均会受到影响，并且在氩气含量高的条件下烧结，孔隙尺寸大但会降低烧结质量，最终影响轴承材料的强度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种原位合成陶瓷-C复合增强的铜基轴承材料，其特征在于，所述铜基轴承材料包括Cu-Sn-Zn铜合金基体、TiB2-TiN-TiC-Cr23C6陶瓷相及弥散分布的C颗粒。
2.如权利要求1所述原位合成陶瓷-C复合增强的铜基轴承材料，其特征在于，所述铜基轴承材料的原料均为粉末状，原料按质量百分比计包括54~90%的Cu、3~10%的Sn、5~10%的Zn、1~8%的Ti、0.1~5%的Cr、0.5~5%的Mg、0.1~3%的Bi、1~3%的BN和0.1~2%的C。
3.如权利要求2所述原位合成陶瓷-C复合增强的铜基轴承材料，其特征在于，所述Cu、Sn、Zn、Ti、Cr和Mg的粉末粒径为20~100μm；所述C和BN的粉末粒径为不大于1μm；所述C为石墨或碳纳米管。
4.如权利要求1-3任一所述原位合成陶瓷-C复合增强的铜基轴承材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）混料：将原料Cu、Sn、Zn、Ti、Cr、Mg、Bi、BN和C真空干燥后，进行湿法球磨处理，随后再次进行真空干燥，得到混合粉末；
（2）压制：将混合粉末置于模具中进行压制，得到压坯；
（3）烧结：将压坯在保护气体气氛下进行烧结处理，得到预毛坯；
（4）热处理：将预毛坯进行真空热处理，得到毛坯；
（5）后处理：将毛坯精整加工及浸油处理，得到铜基轴承材料。
5.如权利要求4所述制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述湿法球磨处理为：球料质量比为3~20：1，转速为50~500r/min，混合时间为0.5~5 h；所述湿法球磨处理中加入的溶剂为水、酒精或丙酮。
6.如权利要求4所述制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述压制的压力为100~500MPa。
7.如权利要求4所述制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述烧结处理为：以1~10℃/min的升温速率升温至750~1050℃，烧结10~100min。
8.如权利要求4或7所述制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述保护气体为氩气和氢气的混合气；所述氩气和氢气的体积比为1：1~9。
9.如权利要求4所述制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述真空热处理为：以5~20℃/min的升温速率升温至400~600℃，保温1~10 h。
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