CN1632078A - 铁基复合自润滑材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁基复合自润滑材料及其制备方法，材料中除铁基外还包括重量百分比为5～20％的Cu、2～15％的Cr、2～7％的Mn、5～15％的Ni，和1～5％的石墨/氟化石墨、1～5％的二硫化钼/二硫化钨，以及0.01～0.1％的碳纤维。制备时将Fe粉、Cu粉、Cr粉、Mn粉、Ni粉，和石墨/氟化石墨粉末、二硫化钼/二硫化钨粉末，以及长度为0.2～1mm、直径为5～10μm的碳纤维混合，采用粉末冶金中的冷压或热压方法使材料成型。本发明在具有良好自润滑性能的同时，强度和韧性比普通的金属基自润滑材料提高了10％，在500℃时具有最好的综合性能，耐压强度达到735MPa，摩擦系数为0.015。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐高温、耐磨的金属基复合自润滑材料及其制备方法，更具体的说是涉及一种耐高温、耐磨的铁基复合自润滑材料及其粉末冶金制备方法。
背景技术
冶金、机械等部门制造耐高温、耐磨零件时常常用到金属基复合自润滑材料。现有的金属基自润滑材料大多采用铁基、铜基或金属陶瓷，然后在材料基体中辅以石墨、二硫化钼、二硫化钨、氧化铅等润滑剂，用粉末冶金的方法制备而成。这些耐热自润滑材料具有良好的润滑性能，由于润滑剂的加入，使材料的强度大大降低了，材料的韧性也变得很差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种铁基复合自润滑材料，这种材料在具有良好自润滑性能的同时强度和韧性不降低，这种材料在500℃时使用具有最好的综合性能。
本发明所采用的技术方案：一种铁基复合自润滑材料，其重量百分比组成除铁基外还包括5～20％的Cu、2～15％的Cr、2～7％的Mn、5～15％的Ni，和1～5％的石墨/氟化石墨、1～5％的二硫化钼/二硫化钨，以及0.01～0.1％的碳纤维。
上述铁基复合自润滑材料的制备方法，将Fe粉、重量百分比组成为5～20％的Cu粉、2～15％的Cr粉、2～7％的Mn粉、5～15％的Ni粉，和1～5％的石墨/氟化石墨粉末、1～5％的二硫化钼/二硫化钨粉末，以及0.01～0.1％、长度为0.2～1mm、直径为5～10μm的碳纤维混合，采用粉末冶金中的冷压或热压方法使材料成型。
所述的Fe粉、Cu粉、Cr粉、Mn粉、Ni粉，和石墨/氟化石墨粉末、二硫化钼/二硫化钨粉末粒度优选小于200目。
所述的Fe粉可以是普通的铁粉优选还原铁粉或雾化铁粉。
冷压法是将材料在15～25MPa下保压1～2Min，卸压后在真空或保护性气氛中进行烧结。
所述的粉末冶金热压法是先将材料加热到800～950℃，然后在8～12MPa下保压5～20Min。
本发明的有益效果是：本发明提供的铁基复合自润滑材料与普通金属基自润滑材料相比添加了碳纤维，在具有良好自润滑性能的同时，强度和韧性比普通的金属基自润滑材料提高了10％。这种材料在500℃时使用具有最好的综合性能，耐压强度达到735MPa，摩擦系数0.015。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步详细描述：一种铁基复合自润滑材料，其重量百分比组成除铁基外还包括5～20％的Cu、2～15％的Cr、2～7％的Mn、5～15％的Ni，和1～5％的石墨/氟化石墨、1～5％的二硫化钼/二硫化钨，以及0.01～0.1％的碳纤维。
上述铁基复合自润滑材料的制备方法，将Fe粉、重量百分比组成为5～20％的Cu粉、2～15％的Cr粉、2～7％的Mn粉、5～15％的Ni粉，和1～5％的石墨/氟化石墨粉末、1～5％的二硫化钼/二硫化钨粉末，以及0.01～0.1％、长度为0.2～1mm、直径为5～10μm的碳纤维混合，采用粉末冶金中的冷压或热压方法使材料成型。所述的Fe粉、Cu粉、Cr粉、Mn粉、Ni粉，和石墨/氟化石墨粉末、二硫化钼/二硫化钨粉末粒度优选小于200目。所述的Fe粉可以是普通的铁粉优选还原铁粉或雾化铁粉。冷压法是将材料在15～25MPa下保压1～2Min，卸压后在真空或保护性气氛中进行烧结，以防止氧化。热压法是将材料先加热到800～950℃，然后在8～12MPa下保压5～20Min，以保证基体为珠光体组织。表1是实施例1～3铁基复合自润滑材料的组成和制备条件。
表1
| 序号(基体为Fe) | Cu％ | Cr％ | Mn％ | Ni％ | 石墨/氟化石墨％ | 二硫化钼/二硫化钨％ | 碳纤维％ | 压制方法 | 烧结温度(℃) | 抗压强度(MPa) | 摩擦系数 |
| 实施例1 | 8 | 2 | 4 | 5 | 2 | 3 | 0.02 | 冷压法 | 800～950 | 708 | 0.1 |
| 实施例2 | 5 | 2 | 4 | 8 | 2 | 3 | 0.015 | 冷压法 | 800～950 | 715 | 0.08 |
| 实施例3 | 10 | 3 | 4 | 5 | 2 | 3 | 0.04 | 热压法 | 800～950 | 735 | 0.015 |
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种铁基复合自润滑材料，其重量百分比组成除铁基外还包括5～20％的Cu、2～15％的Cr、2～7％的Mn、5～15％的Ni，和1～5％的石墨/氟化石墨、1～5％的二硫化钼/二硫化钨，以及0.01～0.1％的碳纤维。
2.一种制备权利要求1所述铁基复合自润滑材料的方法，将Fe粉、重量百分比组成为5～20％的Cu粉、2～15％的Cr粉、2～7％的Mn粉、5～15％的Ni粉，和1～5％的石墨/氟化石墨粉末、1～5％的二硫化钼/二硫化钨粉末，以及0.01～0.1％、长度为0.2～1mm、直径为5～10μm的碳纤维混合，采用粉末冶金中的冷压或热压方法使材料成型。
3.根据权利要求2所述的铁基复合自润滑材料制备方法，其特征在于所述的Fe粉、Cu粉、Cr粉、Mn粉、Ni粉，和石墨/氟化石墨粉末、二硫化钼/二硫化钨粉末粒度均小于200目。
4.根据权利要求2或3所述的铁基复合自润滑材料制备方法，其特征在于所述的Fe粉是还原铁粉或雾化铁粉。
5.根据权利要求2所述的铁基复合自润滑材料制备方法，其特征在于所述的粉末冶金冷压法是在15～25MPa下保压1～2Min，卸压后在真空或保护性气氛中进行烧结。
6.根据权利要求2所述的铁基复合自润滑材料制备方法，其特征在于所述的粉末冶金热压法是先将材料加热到800～950℃，同时在8～12MPa下保压5～20Min。
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