一種粉末冶金鋁基固體自潤滑材料的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種粉末冶金鋁基固體自潤滑材料，該自潤滑材料原料以重量份計包括：鋁93.2～94.7份，氟化物0.8～3.5份，硅1.4～2.8份，銅0.9～2.7份，鉛1.3～2.5份，鎂0.7～2.3份，錫0.2～1.3份，鎳0.6～1.5份，氧化鉬1.1～1.9份，碳化鉻0.8～2.4份，鄰苯二甲酸二丁酯1.2～2.6份，聚酰胺0.4～0.9份，硫化鎢1.2～3.5份。本發明的自潤滑材料耐負荷、耐腐蝕、耐磨損、耐高溫，適于各種常用和極端環境中運動部件的制作。
【專利說明】一種粉末冶金鋁基固體自潤滑材料

【技術領域】
[0001] 本發明屬于粉末冶金材料添加劑【技術領域】，具體涉及一種粉末冶金鋁基固體自潤 滑材料。

【背景技術】
[0002] 近些年來，隨著能源危機和環保問題的出現，鋁基粉末冶金件已經越來越多的引 起了人們的注意。鋁合金具有低比重、低生產溫度、高比強度、高耐腐蝕性和高回收性等優 點，有望用于制造軸承、軸套、凸輪、齒輪、活塞、輪轂、底盤零件等。然而鋁基粉末冶金目前 實際應用有限，主要是因為粉末價格高與缺少專有生產技術。并且由于鋁粉質軟，極易冷焊 到模具上，造成脫模困難。同時鋁粉壓坯在燒結時極易有金屬豆溢流出制品表面，使強度變 低，這些都阻礙了鋁基粉末冶金的發展。阻礙鋁基粉末冶金件開發的另外一個主要原因是 鋁粉表面致密的氧化膜，這些氧化膜即使在較低的氧分壓下都極易形成，并且很難破壞，它 的存在使鋁粉顆粒之間的相互擴散受到阻礙，因而難以通過普通的壓制和燒結來達到致密 結合。
[0003] 金屬基固體自潤滑材料是固體潤滑劑作為組元加入到金屬基體中形成的復合材 料，它兼有基體金屬的特性和固體潤滑劑的摩擦學特性，適應在各種不同的大氣環境、化學 環境、電氣環境和高溫高真空等特殊環境條件下使用。其摩擦學特性主要取決于金屬基體 材料物理力學性能以及摩擦過程中固體潤滑劑在對偶面間發生轉移及在對偶面上形成潤 滑膜的結構及性能。
[0004] 由于鋁具有密度小、導熱性好、價廉和耐腐蝕性強等優點，所以，人們逐漸用粉末 冶金方法制造鋁基減摩合金。鋁基材料具有高的減摩性能，它是在潤滑和無潤滑摩擦條件 下工作的錫青銅的有前景的代用品。


【發明內容】

[0005] 本發明的目的是克服現有技術的不足而提供一種粉末冶金鋁基固體自潤滑材料， 該自潤滑材料耐負荷、耐腐蝕、耐磨損、耐高溫，適于各種常用和極端環境中運動部件的制 作。
[0006] 一種粉末冶金鋁基固體自潤滑材料，原料以重量份計包括：鋁93. 2?94. 7份，氟 化物0. 8?3. 5份，硅1. 4?2. 8份，銅0. 9?2. 7份，鉛1. 3?2. 5份，鎂0. 7?2. 3份， 錫0.2?1.3份，鎳0.6?1.5份，氧化鑰I. 1?1.9份，碳化鉻0.8?2. 4份，鄰苯二甲酸 二丁酯1. 2?2. 6份，聚酰胺0. 4?0. 9份，硫化鎢1. 2?3. 5份。
[0007] 作為上述發明的進一步改進，所述粉末冶金鋁基固體自潤滑材料，原料以重量份 計還包括二硫化鑰0. 3?I. 1份。
[0008] 作為上述發明的進一步改進，所述粉末冶金鋁基固體自潤滑材料，原料以重量份 計還包括氮化硼〇. 5?1. 8份。
[0009] 作為上述發明的進一步改進，所述氟化物為氟化鉀、氟化鈣或氟化鋰中的一種。
[0010] 作為上述發明的進一步改進，所述娃、銅、鉛的粒度在30?60 μ m。 toon] 作為上述發明的進一步改進，粉末冶金鋁基固體自潤滑材料，原料以重量份計包 括：錯93. 9份，氟化物2. 4份，硅2. 2份，銅L 5份，鉛L 8份，鎂L 7份，錫0· 7份，鎳I. 1 份，氧化鑰1. 5份，碳化鉻2. 3份，鄰苯二甲酸二丁酯1. 9份，聚酰胺0. 7份，硫化鎢2. 6份， 二硫化鑰0. 8份，氮化硼1. 3份。
[0012] 鋁具有較低的熱膨脹系數、優良的耐腐蝕性能和低廉的價格，并且鋁的密度比較 小，可以大大減輕零部件的自重，從而提高整個機構的效率，因此采用鋁作為主要基體材 料。為了改善純鋁的機械強度，添加少量的銅、鉻使之合金化。鋁合金的強化是以鋁與合金 元素間形成金屬間化合物且該化合物在固溶體中的溶解度隨溫度而變化為基礎的。銅在鋁 中的極限溶解度可以達到5. 65%，因此銅是鋁中主要的合金強化元素。鉻在鋁中的溶解度 雖然不大，但可以明顯地抑制再結晶和細化晶粒，因而對合金強度和耐蝕性的改善有明顯 的作用。添加適量的硅可以增加合金的耐磨性，降低合金的熱膨脹系數，并且可以改善鋁基 減摩材料的承載能力、疲勞能力和抗咬合力。金屬氟化物具有較高的化學穩定性和熱穩定 性,在加人到材料中時,能很好地保持自己的原始性能,含金屬氟化物的材料摩擦時,摩擦 表面上形成穩定的分隔膜，使其能在無潤滑的真空中順利地工作。為了改善鋁的燒結性能， 在配料中加人粒度在30?60 μ m的銅粉、硅粉和鉛粉。加人氮化硼可以達到改善耐磨性、 熱穩定性和耐腐蝕性的目的。
[0013] 本發明的自潤滑材料耐負荷、耐腐蝕、耐磨損、耐高溫，適于各種常用和極端環境 中運動部件的制作。

【具體實施方式】
[0014] 實施例1
[0015] 一種粉末冶金鋁基固體自潤滑材料，原料以重量份計包括：鋁93. 2份，氟化鉀0. 8 份，硅1. 4份，銅0. 9份，鉛1. 3份，鎂0. 7份，錫0. 2份，鎳0. 6份，氧化鑰I. 1份，碳化鉻 〇. 8份，鄰苯二甲酸二丁酯1. 2份，聚酰胺0. 4份，硫化鎢1. 2份。
[0016] 所述硅、銅、鉛的粒度為40 μ m。
[0017] 上述自潤滑材料采用常規粉末冶金工藝制備，即經過原料混合、研磨、混料、常溫 壓制、燒結后制得。
[0018] 實施例2
[0019] 一種粉末冶金鋁基固體自潤滑材料，原料以重量份計包括：鋁93. 7份，氟化鈣2. 1 份，硅1. 9份，銅2. 4份，鉛1. 8份，鎂1. 5份，錫0. 7份，鎳1. 2份，氧化鑰1. 4份，碳化鉻 1. 9份，鄰苯二甲酸二丁酯1. 7份，聚酰胺0. 5份，硫化鎢1. 7份，二硫化鑰0. 9份。
[0020] 所述硅、銅、鉛的粒度為30 μ m。
[0021] 上述自潤滑材料采用常規粉末冶金工藝制備，即經過原料混合、研磨、混料、常溫 壓制、燒結后制得。
[0022] 實施例3
[0023] 一種粉末冶金鋁基固體自潤滑材料，原料以重量份計包括：鋁94. 1份，氟化鋰2. 9 份，硅2. 3份，銅1. 9份，鉛2. 3份，鎂1. 5份，錫0. 6份，鎳0. 9份，氧化鑰1. 4份，碳化鉻 1. 8份，鄰苯二甲酸二丁酯1. 7份，聚酰胺0. 7份，硫化鎢2. 6份，氮化硼1. 3份。
[0024] 所述硅、銅、鉛的粒度在50 μ m。
[0025] 上述自潤滑材料采用常規粉末冶金工藝制備，即經過原料混合、研磨、混料、常溫 壓制、燒結后制得。
[0026] 實施例4
[0027] 一種粉末冶金鋁基固體自潤滑材料，原料以重量份計包括：鋁94. 7份，氟化鋰3. 5 份，硅2. 8份，銅2. 7份，鉛2. 5份，鎂2. 3份，錫1. 3份，鎳1. 5份，氧化鑰1. 9份，碳化鉻 2. 4份，鄰苯二甲酸二丁酯2. 6份，聚酰胺0. 9份，硫化鎢3. 5份。
[0028] 所述硅、銅、鉛的粒度為35 μ m。
[0029] 上述自潤滑材料采用常規粉末冶金工藝制備，即經過原料混合、研磨、混料、常溫 壓制、燒結后制得。
[0030] 實施例5
[0031] 一種粉末冶金鋁基固體自潤滑材料，原料以重量份計包括：鋁93. 9份，氟化鈣2. 4 份，硅2. 2份，銅1. 5份，鉛1. 8份，鎂1. 7份，錫0. 7份，鎳I. 1份，氧化鑰1. 5份，碳化鉻 2. 3份，鄰苯二甲酸二丁酯1. 9份，聚酰胺0. 7份，硫化鎢2. 6份，二硫化鑰0. 8份，氮化硼 1.3 份。
[0032] 所述硅、銅、鉛的粒度在60 μ m。
[0033] 上述自潤滑材料采用常規粉末冶金工藝制備，即經過原料混合、研磨、混料、常溫 壓制、燒結后制得。
[0034] 將實施例1至5所得產品進行性能測試，結果如下：

【權利要求】
1. 一種粉末冶金鋁基固體自潤滑材料，其特征在于：原料以重量份計包括：鋁93. 2? 94. 7份，氟化物0? 8?3. 5份，硅1. 4?2. 8份，銅0? 9?2. 7份，鉛1. 3?2. 5份，鎂0? 7? 2. 3份，錫0. 2?1. 3份，鎳0. 6?1. 5份，氧化鑰1. 1?1. 9份，碳化鉻0. 8?2. 4份，鄰苯 二甲酸二丁酯1. 2?2. 6份，聚酰胺0. 4?0. 9份，硫化鎢1. 2?3. 5份。
2. 根據權利要求1所述的粉末冶金鋁基固體自潤滑材料，其特征在于：原料以重量份 計還包括二硫化鑰0. 3?1. 1份。
3. 根據權利要求1所述的粉末冶金鋁基固體自潤滑材料，其特征在于：原料以重量份 計還包括氮化硼0. 5?1. 8份。
4. 根據權利要求1所述的粉末冶金鋁基固體自潤滑材料，其特征在于：所述氟化物為 氟化鉀、氟化鈣或氟化鋰中的一種。
5. 根據權利要求1所述的粉末冶金鋁基固體自潤滑材料，其特征在于：所述硅、銅、鉛 的粒度在30?60 ii m。
6. 根據權利要求1所述的粉末冶金鋁基固體自潤滑材料，其特征在于：原料以重量份 計包括：鋁93. 9份，氟化物2. 4份，硅2. 2份，銅1. 5份，鉛1. 8份，鎂1. 7份，錫0. 7份，鎳 1. 1份，氧化鑰1. 5份，碳化鉻2. 3份，鄰苯二甲酸二丁酯1. 9份，聚酰胺0. 7份，硫化鎢2. 6 份，二硫化鑰0. 8份，氮化硼1. 3份。
【文檔編號】C22C21/00GK104388758SQ201410577663
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月24日 優先權日:2014年10月24日
【發明者】劉莉, 王爽, 劉曉東 申請人:蘇州萊特復合材料有限公司