[发明专利]一种超低摩擦系数的白铜/Ni-MoS2

权利要求书

1.一种具有超低摩擦系数的白铜/Ni-MoS₂复合材料，其特征在于：该复合材料包括高韧性白铜基体、在基体表面通过多靶磁控溅射的方式交替溅射沉积形成的Ni纳米层和MoS₂纳米层，靠近白铜基体的一层为Ni纳米层，最上层的为MoS₂纳米层；

所述的白铜基体为热锻态白铜合金，其质量百分比组成为：镍：25.0~40.0%，锰：3~12%，锌：1~6%，钛：0.1~3.5%，铁：0.5~2%，铬：0.1~2%，余量为铜；

所述的热锻态白铜合金中不可避免杂质的质量百分比≤0.1%；

所述的Ni纳米层和MoS₂纳米层的总厚度为3~6µm，每个Ni纳米层的厚度为9~11nm，每个MoS₂纳米层的厚度为5~15nm。

2.根据权利要求1所述的具有超低摩擦系数的白铜/Ni-MoS₂复合材料的制备方法，包括热锻态白铜基体制备、清洗基体、磁控溅射交替沉积Ni纳米层和MoS₂纳米层，所述的磁控溅射交替沉积Ni纳米层和MoS₂纳米层包括：将离子清洗后的白铜基体放入多靶磁控溅射仪中，先抽真空到本底真空度到1×10^-4Pa以下，然后充氩气和氮气，在氩气、氮气混合气氛中交替进行Ni靶和MoS₂靶溅射，通过溅射获得由多个Ni纳米层和MoS₂纳米层交替叠加的多层膜，最终得到具有超低摩擦系数的白铜/Ni-MoS₂复合材料。

3.根据权利要求2所述的具有超低摩擦系数的白铜/Ni-MoS₂复合材料的制备方法，其特征在于：所述磁控溅射的工艺参数为：

所述的Ni靶和MoS₂靶的尺寸均为Φ45×4mm，纯度为99.99wt.%；

所述的氩、氮混合气氛，总气压为0.2Pa-0.6Pa；氩气和氮气气流量均为30-70sccm；

Ni纳米层的溅射功率为180W，时间为60s；

MoS₂纳米层的溅射功率为80W，时间为30s~120s；

靶基距为5-8cm；

基体温度为298℃-302℃。

4.根据权利要求2所述的具有超低摩擦系数的白铜/Ni-MoS₂复合材料的制备方法，其特征在于：所述的热锻态白铜基体制备包括如下步骤：按合金成分配料后，在中频感应熔炼炉中熔铸白铜基体铸锭，将铸锭在600-700℃热处理20-28小时后，在500-700℃温度下进行三向锻造，总压下量为65%-75%，最后空冷至室温，制成高韧性白铜基体。

5.根据权利要求2所述的具有超低摩擦系数的白铜/Ni-MoS₂复合材料的制备方法，其特征在于：所述的清洗基体包括：将热锻态白铜基体样品表面抛光，然后依次放入丙酮和无水乙醇中进行超声清洗25-35min；然后，将超声清洗后的白铜基体装进真空室，抽真空到低于6×10^-4Pa后通入氩气，维持真空度在2-4Pa，用功率为80-100W射频电源对基体进行离子轰击25-35min进行离子清洗。