[发明专利]一种添加WS2和MoS2的铜基自润滑复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及粉末冶金复合材料领域，具体涉及一种制备铜基自润滑复合材料的方法。

背景技术

随着现代科学技术的发展，材料在中高温条件下的摩擦、磨损与润滑问题日益受到广泛关注；一般的润滑油脂在高温环境下容易被氧化、蒸发而导致润滑失效，特别是粉尘环境中杂质的存在、冲击强度高等因素也会大大降低油脂的润滑性能；固体自润滑材料是与传统润滑材料(润滑油、润滑脂等)完全不同的新型润滑材料，传统润滑材料在摩擦界面上形成流体或半流体膜起到有效润滑的作用，固体自润滑材料则主要依靠材料本身或其转移膜的低剪切特性而具有优良的抗磨和减摩作用；因此，发展自润滑复合材料并大幅延长其使用寿命，可以减少或消除机械设备的高温润滑维护工作，减轻工人的劳动强度和降低设备的维护费用，具有深远实际的工程意义和巨大的市场应用前景。

现有技术中高温耐磨材料是由耐高温基金属粉未和其他减摩组元材料压制、烧结、整形而成；一般的铁基和铜基由于强度不够，难以胜任轧钢环境的摩擦磨损，而W、Mo等难溶合金为基体的复合材料，成本太高，企业难以接受。

CNI125776A公开了一种钨-铜-镍-碳高温耐磨合金，并用其制成的制品，解决了合金或零件在高温、特别在急冷急热的作业中耐磨性能差、使用寿命短等问题；该合金的组成(重量百分含量)为15~60%WC、15~30%Cu、1~5%Ni、1~6%C、余量为W，该合金还可以添加其它添加剂，例如MoC等，以进一步提高其硬度和耐磨性；但是W含量较高，生产成本大幅提高，不利于规模化应用。

CN1772934A公开了一种高温耐磨合金，属于合金技术领域；该合金由如下重量比例的元素熔炼而成：Cu:5.3%、Mg:0.7%、Si:1.5%、Mn:3.3%、Zr:3.7%、Co:0.5%、Cr:3.5%、Ti:0.7%、S:0.6%、Fe:15%，余量为Al；该合金具有较好的高温耐磨性，但是其自润滑性较差。

现有的合金材料高温耐磨能力不足，无法同时满足耐温、耐磨且自润滑的要求，并且存在着寿命短、维护难等缺点，尤其对于一些要求无油润滑的场合，现有合金材料难以满足其使用要求；因此，研究一种耐温、耐磨且自润滑性好的复合材料迫在眉睫。

使用这种材料制作的产品较传统润滑材料有很明显的优越性，表现在：摩擦系数低，效率高；优异的抗胶合、抗磨损能力；很高的承载能力；良好的自润滑性能，耐中温；生产流程短等，具有很好的实用性和经济性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从室温至中温的自润滑复合材料，在高载荷、多粉尘条件下有良好的使用性能，且在200℃~300℃的中温环境下仍然具有较低的摩擦系数和良好的耐磨损性能，特别适合在无油润滑的场合长时间使用。

本发明的技术方案为：

所述的铜基自润滑复合材料按重量百分比构成如下：

WS₂2~10%MoS₂2~10%Cu40~60%Fe20~40%Ni1~8%

所述的铜基自润滑复合材料在上述构成下经过混合→退火→温压成型→烧结制成，各工序分述如下：

（1）混合

将粉末状的WS₂、粉末状的MoS₂，铜粉，铁粉和镍粉按比例混合，置入球磨机中球磨混合；

（2）退火

将球磨好的料放入退火炉中，并加入块状木炭，进行退火；

（3） 温压成型