[发明专利]一种颗粒混杂铝基自润滑复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种颗粒混杂铝基自润滑复合材料，其特征在于，所述自润滑复合材料含有体积比为1-9vol.％的Ti₃SiC₂颗粒、1-9vol.％的石墨颗粒和余量的基体铝合金，加入的颗粒总含量≤10vol.％；所述基体铝合金为Al-Si-Cu合金；所述基体铝合金的组分为：2.0-6.5wt.％Si，3.5-5.0wt.％Cu，0.03-0.05wt.％Sr，Zn≤0.1wt.％，Fe≤0.4wt.％，不可避免的杂质≤0.4wt.％，余量为Al。

2.如权利要求1所述的自润滑复合材料，其特征在于，所述Ti₃SiC₂颗粒的粒径为5-15um，纯度高于97.5％。

3.如权利要求1所述的自润滑复合材料，其特征在于，所述自润滑复合材料中，含有体积比为1vol.％的Ti₃SiC₂和9vol.％的石墨，或者含有5vol.％的Ti₃SiC₂和5vol.％的石墨，或者含有7vol.％的Ti₃SiC₂和3vol.％的石墨，或者含有3vol.％的Ti₃SiC₂和7vol.％的石墨，或者含有9vol.％的Ti₃SiC₂和1vol.％的石墨。

4.权利要求1-3任一项所述颗粒混杂铝基自润滑复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)Ti₃SiC₂的预处理：清洗Ti₃SiC₂颗粒；

步骤2)制备Ti₃SiC₂/Al预制块：熔炼纯铝，将铝液和所述步骤1)制得的Ti₃SiC₂颗粒混合，冷却后得到Ti₃SiC₂/Al预制块，所述预制块中Ti₃SiC₂占体积比40-60vol.％；

步骤3)制备镀铜石墨粉；

步骤4)制备自润滑复合材料铸锭：将纯铝、Al-Si中间合金、纯铜、Al-Sr中间合金、所述步骤2)制得的Ti₃SiC₂/Al预制块和所述步骤3)制得的石墨粉混合熔炼，浇注得到自润滑复合材料铸锭；

步骤5)制备条状自润滑复合材料铸锭：熔化所述步骤4)制得的自润滑复合材料铸锭，用抽拉铸造法得到截面为矩形的自润滑复合材料条状铸锭；

步骤6)自润滑复合材料的热处理：对所述步骤5)制得的带状自润滑复合材料依次进行均匀化处理、热轧处理、固溶处理、水淬处理和时效处理。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，将Ti₃SiC₂颗粒放入丙酮溶液中进行超声波清洗30-45min，在空气中晾干后加热至500-600℃，保温1-3h。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，将Ti₃SiC₂颗粒放入模具中在35-55MPa的成型压力下保压20-40s，将所述模具和所述Ti₃SiC₂颗粒共同预热到510-600℃；熔炼纯铝，熔体经精炼、除气、扒渣后，熔体温度控制在680-770℃，浇注到预热后的所述模具中，然后在真空条件中渗流压力40-50MPa下，保压10-30min，冷却后脱模，得到所述Ti₃SiC₂/Al预制块。

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，将活化后的石墨粉放入容器中,然后加入锌粉,用醋酸稀释,将石墨粉与锌粉搅拌均匀后,把硫酸铜溶液加入所述容器中,用搅拌器搅拌20-60min,用去离子水洗至中性，然后将石墨粉浸泡在苯并三氮溶液中进行钝化处理2-5h，最后将石墨粉置于真空干燥箱中干燥8-24h后取出,得到所述镀铜石墨粉。