[发明专利]一种渗铜导管材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种渗铜导管材料及其制备方法和应用，属于复合材料技术领域。本发明提供的渗铜导管材料由包括以下重量份的原料制备得到：碳粉1～2份、电解铜粉18～22份、铬钼粉1～3份、铁钼粉5～7份、润滑剂5～15份、铁铬粉2～6份和水雾化铁粉40～50份。本发明在铁基复合材料中添加多种合金元素，尤其是电解铜粉的添加，含有多元素铜，能够有效填充零件中的空隙率，增加零件致密性及热传导。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种渗铜导管材料及其制备方法和应用。

背景技术

目前国内的高端发动机气门导管材料主要采用纯黄铜制备，成本较高。而采用一般粉末冶金制备的含铜量高的气门导管无法达到纯黄铜导管的各项性能要求，密度仅为6.2～6.4g/cm³，零件中10％以上的孔隙大幅度降低了材料的综合力学性能。因此，研发一种价格低廉，且具有良好性能的导管材料替代纯黄铜导管材料具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种渗铜导管材料及其制备方法和应用，本发明提供的渗铜导管材料大量采用价格较低的铁基粉末，能够节约铜的用量，成本低廉，且得到的渗铜导管材料具有高耐磨、高强度、抗氧化、抗腐蚀、热传导性能优异、致密性好等优点。这种材料已成功替代了一款四缸汽油发动机，排气气门导管CuZn36Mn3AL2SiPb材料,材料性能经过验证也得到了认可，该材料目前可替代高端发动机的铜气门导管材料。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种渗铜导管材料，由包括以下重量份的原料制备得到：碳粉1～2份、电解铜粉18～22份、铬钼粉1～3份、铁钼粉5～7份、润滑剂5～15份、铁铬粉2～6份和雾化铁粉40～50份。

优选的，所述铬钼粉中铬与钼的质量比为(1～2)：1。

优选的，所述铁钼粉中铁与钼的质量比为(3～6):1。

优选的，所述电解铜粉中包括铜和铬，所述铜与铬的质量比为(13～16):1。

优选的，各制备原料中，粒径为+100目的颗粒＜5wt.％，粒径为-100目～+150目的颗粒占10～14wt.％，粒径为-150目～+250目的颗粒占30～34wt.％，粒径为-250目～+325目的颗粒占12～16wt.％，粒径为-325目～+400目的颗粒占14～18wt.％，粒径为-400目的颗粒＜25wt.％，各粒径的质量百分比总和为100％。

本发明提供了上述方案所述渗铜导管材料的制备方法，包括以下步骤：

将除电解铜粉以外的制备原料混合，得到混合料；

将所述混合料和电解铜粉分别进行温压成形，得到基体坯和铜坯；

利用所述铜坯对基体坯进行渗铜烧结，得到渗铜钢坯；

将所述渗铜钢坯依次进行多段温区烧结和真空浸油，得到渗铜导管材料。

优选的，将所述混合料进行温压成形时的压力为190～300KN，温度为25～35℃，保温保压时间为3～10min；

将所述电解铜粉进行温压成形时的压力为100～180KN，温度为20～30℃，保温保压时间为3～10min。

优选的，所述渗铜烧结的温度为1100℃±5℃，时间为12～15min。

优选的，所述真空浸油的压力为0.4～0.8Mpa，时间为5～10min。

本发明提供了上述方案所述渗铜导管材料或上述方案所述制备方法制备得到的渗铜导管材料在制备铜气门导管中的应用。