[发明专利]一种自润滑复合材料制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及润滑材料技术领域，尤其涉及一种自润滑复合材料制备方法。

背景技术

目前，铜-石墨复合材料是由铜基体与石墨颗粒构成的复合材料，兼有铜基体的高强度、导热快、导电性好、耐电弧烧蚀等优异性能，又具有石墨的润滑性能好，尤其是高温润滑性能好等特点。其综合性能优良，是制备现代自润滑摩擦零部件、电接触导电零部件的理想材料，在机械传动、交通、军事、航空航天等领域需求非常广泛。

然而现有技术方案中，当其在接近铜基体熔点温度(800-900℃)时，其强度和导热性能会有所降低；同时在铜-石墨复合材料中，由于铜和石墨属于固相和液相均不互溶的两相，两者润湿性非常差。

发明内容

本发明的目的是提供一种自润滑复合材料制备方法,该方法克服了铜基石墨复合材料的界面结合力弱和石墨与铜润湿性差的问题，提高了铜基石墨复合材料的高温强度、热(电)传导性能及耐磨性能。

一种自润滑复合材料制备方法，其特征在于，所述方法包括：

按照设定的质量百分比分别称取氧化铝弥散强化铜粉和铜包石墨粉；

将称取的两种粉末在球磨机中进行高能球磨充分混合均匀后得到混合料，且混合时间不少于1h；

将所得到的混合料在200-300MPa下压制成块，且保压5-10min；

将压制得到的压块置于烧结炉中，初烧成型后，复压处理后再次进行复烧；其中，初烧温度为400-600℃，复压压强为400-500MPa，复烧温度为700℃-850℃，且初烧和复烧均在氩气保护条件下进行，烧结保温时间为2-4h；

然后自然降温至80℃，即得到氧化铝弥散强化铜-铜包石墨的自润滑复合材料。

所述设定的质量百分比具体为：10-30wt.％的铜包石墨粉、70-90wt.％的氧化铝弥散强化铜粉。

在所述铜包石墨粉中，铜和石墨的质量百分比含量分别为：

50wt.％的铜，50wt.％的石墨。

在所述氧化铝弥散强化铜粉中，氧化铝和铜的质量百分比含量分别为：

1.8889wt.％的氧化铝，以及98.1111wt.％的铜。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，该制备方法能够克服铜基石墨复合材料界面结合力弱和石墨与铜润湿性差的问题，提高了铜基石墨复合材料的高温强度、热传导性能及摩擦学性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例所提供的自润滑复合材料制备方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

由于弥散强化铜的物理性能与纯铜的非常相似，它不但强度高，导电率和导热率也高，而且长时间暴露于接近铜基体熔点的温度(800-900℃)之下，依然能保持很好的强度和传导性能，弥散强化铜的屈服强度和极限抗拉强度之比高，甚至退火后仍保有大部分屈服强度。屈服强度的保有率高，说明弥散强化铜具有抗高温软化性能。弥散强化铜以其良好的热传导性、高温强度和刚性，显示了优良的综合性能，使其成为了高强度铜合金的理想选择，同时通过氧化铝的添加使得铜基体更容易形成强度高且致密的骨架结构，从而更利于石墨的添加以形成结构致密均匀、性能良好的复合材料。下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例所提供自润滑复合材料制备方法流程示意图，所述制备方法以氧化铝铜粉、铜包石墨为原料，采用粉末冶金法压片后烧结成型，再采用复压复烧后最终成型，所述方法具体包括：

步骤11：按照设定的质量百分比分别称取氧化铝弥散强化铜粉和铜包石墨粉；

在该步骤中，所设定的质量百分比(wt.％)具体为：10-30wt.％的铜包石墨粉、70-90wt.％的氧化铝弥散强化铜粉。

另外，在所述铜包石墨粉中，铜和石墨的质量百分比分别为：

50wt.％的铜，50wt.％的石墨。

在所述氧化铝弥散强化铜粉中，氧化铝和铜的质量百分比含量分别为：