專利名稱：一種銅基自潤滑材料的制備方法
技術領域：
本發明屬于金屬基復合材料及其制備，特別是涉及銅基自潤滑材料及制備方法。
背景技術：
公知的銅基自潤滑材料及其制備方法主要為粉末冶金法，包括①銅或銅合金基石墨固體自潤滑材料采用常規的粉末冶金冷壓燒結方法制取材料，其過程為混粉-壓制-燒結。選用合適的粘接劑，采用濕法混料方式，將鱗片狀石墨粉在銅合金基體中充分混合均勻，室溫條件下在鋼模中壓制成型，壓制壓力為560MPa。材料燒結在高溫網帶燒結爐中進行，采用氨分解氣氛(N2、H2)保護，燒結溫度為850-880℃，燒結時間為60min。
②銅或銅合金基石墨-氧化物自潤滑材料采用粉末冶金自由燒結工藝制備材料，將銅粉、石墨及氧化鉛粉末按比例在混料器中混勻后在鋼模中于300MPa的壓力下壓制成毛坯，然后在通氫氣保護氣氛的燒結爐中燒結制成樣品，燒結溫度830-880℃，保溫時間1h。
③銅或銅合金基MoS2固體自潤滑材料采用粉末冶金工藝來制備該材料，基體材料常溫成形，在氫氣保護下燒結，保溫后水冷；在低真空下浸漬固體潤滑劑，并在100-110℃下烘干。浸漬與烘干重復進行3-4次。最后，在370-380℃，氫氣保護下固化30min。
④銅-塑自潤滑材料該材料的固體潤滑劑通常為聚四氟乙烯，聚甲醛等有機材料，采用氣流粉碎法混合材料后模壓成型，在一定的溫度下燒結聚合。

發明內容
本發明的目的是利用原位反應合成法提供一種銅基自潤滑材料的制備方法。
本發明通過以下工藝步驟實現(1)將占總重量百分比8％-25％、粒度-200目的化學純硫化銅粉末，10％-32％、粒度-200目的銅鐵合金粉末，余量為粒度-200目的工業電解銅粉，送入混料機混合均勻，混料時間1-10小時；(2)將混合均勻的原料冷壓制成壓坯，壓坯成型壓力100-200MPa；(3)坯料送入燒結爐中進行燒結成錠坯，燒結溫度650-800℃，時間5-7小時，氫氣氛保護；(4)錠坯進行復壓、復壓壓力500-800MPa；(5)擠壓，擠壓溫度760-950℃。
所述的銅鐵合金粉末中鐵含量占該粉末重量百分比10％-30％。
本發明提供的自潤滑材料的原料，通過反應合成使自潤滑劑FeS與Cu形成較為牢固地結合，而燒結和擠壓工藝進一步提高了基體Cu與自潤滑劑FeS的結合能力，并使FeS顆粒均勻、彌散地分布于Cu基體之中。
與公知技術相比，本發明的積極效果是機械、物理性能優異、減磨效果良好，并且，本發明原料準備簡單、工藝過程容易控制、生產成本低，生產過程對環境無污染，可實現工業化大批量生產。


圖1是本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式
實施例一按銅鐵合金粉32％，化學純硫化銅粉25％，工業電解銅粉余量的比例配制原料，經10小時混合，用冷等靜壓機壓制成形，成形壓力200MPa，經過680℃、6小時燒結，750MPa復壓，800℃擠壓，可獲得銅基自潤滑材料成品。
實施例二按鐵含量為15％的銅鐵合金粉32％，化學純硫化銅粉25％，工業電解銅粉余量的比例配制原料，經3小時混合，用冷等靜壓機壓制成形，成形壓力120MPa，經過680℃、7小時燒結，800MPa復壓，760℃擠壓，可獲得銅基自潤滑材料成品。實施例三按鐵含量為30％的銅鐵合金粉32％，化學純硫化銅粉15％，工業電解銅粉余量的比例配制原料，經10小時混合，用冷等靜壓機壓制成形，成形壓力150MPa，經過730℃、7小時燒結，800MPa復壓，850℃擠壓，可獲得銅基自潤滑材料成品。
實施例四按鐵含量為20％的銅鐵合金粉32％，化學純硫化銅粉25％，工業電解銅粉余量的比例配制原料，經10小時混合，用冷等靜壓機壓制成形，成形壓力160MPa，經過800℃、7小時燒結，800MPa復壓，950℃擠壓，可獲得銅基自潤滑材料成品。
實施例五按鐵含量為30％的銅鐵合金粉10％，化學純硫化銅粉8％，工業電解銅粉余量的比例配制原料，經5小時混合，用冷等靜壓機壓制成形，成形壓力100MPa，經過760℃、5小時燒結，500MPa復壓，800℃擠壓，可獲得銅基自潤滑材料成品。
實施例六按鐵含量為30％的銅鐵合金粉10％，化學純硫化銅粉8％，工業電解銅粉余量的比例配制原料，經5小時混合，用冷等靜壓機壓制成形，成形壓力150MPa，經過800℃、5小時燒結，500MPa復壓，850℃擠壓，可獲得銅基自潤滑材料成品。
實施例七按鐵含量為25％的銅鐵合金粉20％，化學純硫化銅粉25％，工業電解銅粉余量的比例配制原料，經10小時混合，用冷等靜壓機壓制成形，成形壓力200MPa，經過700℃、7小時燒結，800MPa復壓，900℃擠壓，可獲得銅基自潤滑材料成品。
實施例八按鐵含量為10％的銅鐵合金粉20％，化學純硫化銅粉25％，工業電解銅粉余量的比例配制原料，經10小時混合，用冷等靜壓機壓制成形，成形壓力120MPa，經過800℃、7小時燒結，800MPa復壓，920℃擠壓，可獲得銅基自潤滑材料成品。
權利要求
1.一種銅基自潤滑材料的制備方法，其特征是工藝步驟為(1)將占總重量百分比8％-25％、粒度-200目的化學純硫化銅粉末，10％-32％、粒度-200目的銅鐵合金粉末，余量為粒度-200目的工業電解銅粉，送入混料機混合均勻，混料時間1-10小時；(2)將混合均勻的原料冷壓制成壓坯，壓坯成型壓力100-200MPa；(3)坯料送入燒結爐中進行燒結成錠坯，燒結溫度650-800℃，時間5-7小時，氫氣氛保護；(4)錠坯進行復壓、復壓壓力500-800MPa；(5)擠壓，擠壓溫度760-950℃。
2.根據權利要求1所述的銅基自潤滑材料的制備方法，其特征是在銅鐵合金粉末中鐵含量占該粉末的重量百分比為10％-30％。
全文摘要
一種銅基自潤滑材料的制備方法，屬于金屬基復合材料的制備，本發明利用原位反應合成法制備銅基自潤滑材料，包括把10％－32％銅鐵合金粉末、8％－25％硫化銅粉末及工業電解銅粉經粉末混合后100－200MPa壓制成形，650－800℃燒結成錠坯，再經復壓和擠壓制備。其中，鐵含量占銅鐵合金粉末10％－30％。本發明控制粉末及混合、經燒結、擠壓工藝提高了基體Cu與減磨劑FeS的結合能力，使FeS顆粒均勻、彌散的分布在Cu基體中，該材料性能優異、減磨效果良好。對工業化生產具有原料準備簡單、工藝控制容易、無污染、生產成本低的特點。
文檔編號B22F3/20GK101041870SQ200710065840
公開日2007年9月26日 申請日期2007年4月26日 優先權日2007年4月26日
發明者陳敬超, 杜焰, 于杰, 周曉龍, 梁娜 申請人:昆明理工大學