[发明专利]一种导轨用自润滑铜基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种导轨用自润滑铜基复合材料的制备方法，所述导轨用自润滑铜基复合材料包括基体合金和微纳米增强相粒子，所述基体合金包括Cu、Cr、Zr、Ag和Nb，所述增强相粒子包括镀镍石墨、SiC、W和石墨烯；按质量百分比，镀镍石墨含量为0.25～1wt％、SiC含量为0.5～1wt％、W含量为2～4wt％、石墨烯含量为0.05～0.1wt％、Cr含量为0.35～0.7wt％、Zr含量为0.08～0.12wt％、Ag含量为0.1～1wt％、Nb含量为0.12～0.14wt％，其余为Cu，所述Cu的纯度为99.99％，所述石墨烯为厚度100nm的层片状石墨烯薄材；其特征在于，包括以下步骤：

S1：按质量百分比准确称取Cu、Cr、Zr、Ag、Nb、镀镍石墨、SiC、W和石墨烯，备用；

S2：将称取的Cr、Zr、Ag、Nb、Cu合金元素置于高频真空感应炉中加热，加热温度2500-3000℃，保温20min，保证合金元素全部熔化，得到基体合金；

S3：将基体合金冷却后置于中频真空电磁感应炉中，加热至1300-1500℃进行保温，待基体合金完全熔化，通过进料搅拌一体式搅拌器加入镀镍石墨、SiC、W和石墨烯，并进行搅拌，搅拌时间10-20min；浇入石墨铸型中，得到铜基复合材料；

S4：将步骤S3中的铜基复合材料在热处理炉中进行固溶时效处理，固溶温度940-980℃，保温2h，水淬；时效温度480-520℃，保温2h，随炉冷却；

S5：对步骤4经过固溶时效处理后的试样进行冷轧挤压，变形率90％，最终得到导轨用自润滑铜基复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种导轨用自润滑铜基复合材料的制备方法，其特征在于：所述进料搅拌一体式搅拌器与中频真空电磁感应炉(1)转动连接，所述进料搅拌一体式搅拌器包括搅拌电机(21)和搅拌杆(22)，所述搅拌电机(21)的传动轴上连接有蜗杆(23)，所述搅拌杆(22)上端设置有齿轮(24)，所述蜗杆(23)与所述齿轮(24)啮合；所述搅拌杆(22)包括外轴(221)和内杆(222)，所述内杆(222)的上端和下端都比所述外轴(221)长，所述内杆(222)为上下开口的空心杆，所述外轴(221)与所述内杆(222)转动连接；所述内杆(222)上端开口处铰接有内杆盖子(223)，所述内杆(222)与所述外轴(221)的顶端面连接处设有密封组件；所述内杆(222)的底部设有防反流组件。

3.根据权利要求2所述的一种导轨用自润滑铜基复合材料的制备方法，其特征在于：所述外轴(221)的内侧壁上设有第一凹槽(225)，所述第一凹槽(225)内设有若干滚珠(226)，所述内杆(222)的外侧壁上对应设有第二凹槽(224)，所述滚珠(226)凸出第一凹槽(225)的部分位于所述第二凹槽(224)中。

4.根据权利要求2所述的一种导轨用自润滑铜基复合材料的制备方法，其特征在于：所述密封组件包括密封盖(227)和密封槽(228)，所述密封盖(227)与所述内杆(222)固定连接，所述密封槽(28)设在所述外轴(227)内，所述密封盖(227)和密封槽(228)相配合形成密封结构。

5.根据权利要求2所述的一种导轨用自润滑铜基复合材料的制备方法，其特征在于：所述防反流组件包括设在所述内杆(222)内侧底部的若干倾斜的挡板(2221)，每个所述挡板(2221)的一端与所述内杆(222)固定连接，另一端与内杆(222)形成一个开口，相邻的两个所述挡板(2221)倾斜方向相反，所述内杆(222)的外壁与最下层的挡板(2221)之间设有密封板(2222)。

6.根据权利要求1所述的一种导轨用自润滑铜基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤S2中所述的加热温度为2800℃，步骤S3中所述的保温温度为1400℃。