[发明专利]摩擦氧化调控表面生成自补充润滑相复合材料及制备方法

权利要求书

1.摩擦氧化调控表面生成自补充润滑相复合材料，其特征在于，该复合材料以微米级Ti、Ni或Co金属粉为基粉，与Mo粉、Ag粉混合，按质量百分比计分别占比为70～80％、8～15％、10～20％，原始粉末颗粒尺寸分别为≤20μm、≤10μm、≤5μm，所述复合材料由以下方法制备：(1)粉末混合：使用球磨机对按配方称重好的粉末原料进行混合，转速为200～400r/min，每运行30min停10min，球磨时间10～30h后，将得到的均匀合金化粉末烘干；(2)装模冷压：烧结用的模具内壁均匀喷涂氮化硼，再在模具里填好石墨纸，然后将步骤(1)得到的粉末装入模具中，利用油压机对粉体预压并保持；使用万能试验机设备加压并保持后再卸载；(3)放电等离子烧结：将制备好的坯体按照“升温I—升温II—保温—冷却”的工艺加压烧结，真空度高于1×10^-3atm，烧结压力为35～50Mpa。

2.根据权利要求1所述的摩擦氧化调控表面生成自补充润滑相复合材料，其特征在于，所述Mo粉可替换为Mo粉与W粉任意配比的组合。

3.根据权利要求1所述的摩擦氧化调控表面生成自补充润滑相复合材料，其特征在于，所述复合材料的性能指标为：室温至600℃宽温域范围内，往复摩擦系数≤0.3，磨损率≤6×10^-5mm³·N^-1·m^-1，屈服强度≥800MPa，压溃强度≥1700MPa或者无压溃。

4.权利要求1所述的摩擦氧化调控表面生成自补充润滑相复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

(1)粉末混合：使用球磨机对按配方称重好的粉末原料进行混合，转速为200～400r/min，每运行30min停10min，球磨时间10～30h后，将得到的均匀合金化粉末烘干；

(2)装模冷压：烧结用的模具内壁均匀喷涂氮化硼，再在模具里填好石墨纸，然后将步骤(1)得到的粉末装入模具中，利用油压机对粉体预压并保持；使用万能试验机设备加压并保持后再卸载；

(3)放电等离子烧结：将制备好的坯体按照“升温I—升温II—保温—冷却”的工艺加压烧结，真空度高于1×10^-3atm，烧结压力为35～50Mpa。

5.根据权利要求4所述的摩擦氧化调控表面生成自补充润滑相复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所用球磨机为行星球磨机，所使用球磨罐为不锈钢球磨罐，混球为10倍混合物总质量的洁净不锈钢球，球磨助剂为：质量分数为2～6％的正庚烷。

6.根据权利要求4所述的摩擦氧化调控表面生成自补充润滑相复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述油压机对粉体的预压条件为20～30MPa并保持60s以上；使用万能试验机设备加压方式为“以先快后慢再均速的方式加压到70～80kN，保持2～3min再卸载”。

7.根据权利要求4所述的摩擦氧化调控表面生成自补充润滑相复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中“升温I”阶段最高温度为800℃，升温速度为50～60℃/min；“升温II”阶段最高温度为900～1200℃，升温速度为30～40℃/min；在最终烧结温度为900～1200℃情况下保温10～20min后随炉缓冷；烧结后的复合材料致密度在99％以上。