本發明涉及金屬自潤滑材料領域，具體而言涉及一種新型自潤滑銅合金材料及制備方法。
背景技術：
在眾多耐磨銅合金中，每一類耐磨銅合金都有著各自的特點和優勢。錫青銅因其具有抗磁性、收縮系數小、焊接性能好、沖擊時無火花等特性，廣泛應用于礦山、冶金、機械、電力等行業，如軸瓦、軸套、滑塊等，在耐磨銅合金應用領域占據著重要的位置。迄今銅合金石墨復合材料是廣泛應用于縫制、食品、制藥等機械摩擦零件軸套用金屬基自潤滑復合材料之一，而粉末冶金制備技術因為具有成本較低和容易復合特點是制備銅合金基石墨自潤滑復合材料的主要技術。然而，傳統粉末冶金銅合金石墨自潤滑材料同一般燒結材料一樣，強度低、韌性差，當溫度高于300℃后，其基體強度明顯下降，耐磨性降低。在制備工藝手段上有研究者采用包套擠壓工藝制備的Cu-Sn-Pb-Ni銅錫耐磨合金，其組織與性能比普通鑄造方法得到明顯改善，鑄態合金的密度提高到9.19g/cm 3。但此制備方法工藝成本高且工藝穩定性差，難以進行產業化。
技術實現要素：
本發明提供了一種新型自潤滑銅合金材料及制備方法，該銅合金具有高強度、高耐磨和自潤滑性能。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種新型自潤滑銅合金材料，，由以下質量分數配方成分組成：鍍銅碳纖維10～15份、鍍鎳石墨15～20份、銅10～15份、鎳5～6份、鋯2～6份、二硫化鉬2～8份、二氟化鈣1～10份、甘油5～6份、粘結劑1份。
進一步，由以下質量分數配方成分組成：鍍銅碳纖維10份、鍍鎳石墨15份、銅10份、鎳5份、鋯2份、二硫化鉬2份、二氟化鈣1份、甘油5份、粘結劑1份。
進一步，由以下質量分數配方成分組成：鍍銅碳纖維15份、鍍鎳石墨20份、銅15份、鎳6份、鋯6份、二硫化鉬8份、二氟化鈣10份、甘油6份、粘結劑1份。
進一步，由以下質量分數配方成分組成：鍍銅碳纖維12份、鍍鎳石墨17份、銅12份、鎳5份、鋯4份、二硫化鉬5份、二氟化鈣5份、甘油6份、粘結劑1份。
進一步，本發明制備方法具有如下步驟：
步驟一，將鍍鎳石墨和二硫化鉬濕混5～6小時，制成中間粉末1；
步驟二，將銅、鎳和鋯干混5～6小時，制成中間粉末2；
步驟三，將中間粉末1和中間粉末2混合，再加入二氟化鈣干混7～8小時，制成中間粉末3；
步驟四，將中間粉末3放入坩堝中，并加入活性木炭干混3～4小時，然后加入磷銅除氣，制成中間粉末4
步驟五，將鍍銅碳纖維，切成1～2mm的短條狀，放入容器1中，并加入甘油，使用磁力攪拌器攪拌1小時，制成中間溶液1；
步驟六，將中間溶液1使用蒸餾水洗凈。
步驟七，將中間粉末4加入容器1中，再加入粘結劑，然后加入蒸餾水沒過粉末為止，使用電動攪拌器攪拌2小時，攪拌后加入烘箱內加熱，加熱溫度100℃加熱時間1小時，得到中間粉末5；
步驟八，將中間粉末5干混5～6小時，制成中間粉末6；
步驟九，中間粉末6在管式爐氫氣保護氣氛下燒結，燒結氫氣壓力為0.7～0.8MPa，以3℃/min的升溫速度加熱到600℃后保溫1h，然后以3℃/min的升溫速度加熱至940℃進行保溫燒結4h，然后斷電，在不斷保護氣氛的條件下，隨爐水冷卻到樣品區溫度低于200℃后樣品出爐，制成中間合金1；
步驟十，將中間合金1進行澆注，澆注溫度為1250℃，制成成品。
本發明的有益效果是：
1、本發明方法能夠環保、低成本利用粉末冶金燒結和復合熱浸封孔技術相結合的方法制備具有高強度、高耐磨和自潤滑性能的新型銅合金基復合自潤滑材料。
2、本發明的銅合金鑄態偏析和疏松顯著減少，合金鑄態組織細小均勻，密度高，成型后的鑄件，硬度大于70HB，抗拉強度大于230MPa。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
實施例一：
一種新型自潤滑銅合金材料，由以下質量分數配方成分組成：鍍銅碳纖維10～15份、鍍鎳石墨15～20份、銅10～15份、鎳5～6份、鋯2～6份、二硫化鉬2～8份、二氟化鈣1～10份、甘油5～6份、粘結劑1份。
實施例二：
一種新型自潤滑銅合金材料，由以下質量分數配方成分組成：鍍銅碳纖維10份、鍍鎳石墨15份、銅10份、鎳5份、鋯2份、二硫化鉬2份、二氟化鈣1份、甘油5份、粘結劑1份。
實施例三：
一種新型自潤滑銅合金材料，由以下質量分數配方成分組成：鍍銅碳纖維15份、鍍鎳石墨20份、銅15份、鎳6份、鋯6份、二硫化鉬8份、二氟化鈣10份、甘油6份、粘結劑1份。
實施例四：
一種新型自潤滑銅合金材料，由以下質量分數配方成分組成：鍍銅碳纖維12份、鍍鎳石墨17份、銅12份、鎳5份、鋯4份、二硫化鉬5份、二氟化鈣5份、甘油6份、粘結劑1份。
實施例五：
一種新型自潤滑銅合金材料的制備方法包括如下步驟：
步驟一，將鍍鎳石墨和二硫化鉬濕混5～6小時，制成中間粉末1；
步驟二，將銅、鎳和鋯干混5～6小時，制成中間粉末2；
步驟三，將中間粉末1和中間粉末2混合，再加入二氟化鈣干混7～8小時，制成中間粉末3；
步驟四，將中間粉末3放入坩堝中，并加入活性木炭干混3～4小時，然后加入磷銅除氣，制成中間粉末4
步驟五，將鍍銅碳纖維，切成1～2mm的短條狀，放入容器1中，并加入甘油，使用磁力攪拌器攪拌1小時，制成中間溶液1；
步驟六，將中間溶液1使用蒸餾水洗凈。
步驟七，將中間粉末4加入容器1中，再加入粘結劑，然后加入蒸餾水沒過粉末為止，使用電動攪拌器攪拌2小時，攪拌后加入烘箱內加熱，加熱溫度100℃加熱時間1小時，得到中間粉末5；
步驟八，將中間粉末5干混5～6小時，制成中間粉末6；
步驟九，中間粉末6在管式爐氫氣保護氣氛下燒結，燒結氫氣壓力為0.7～0.8MPa，以3℃/min的升溫速度加熱到600℃后保溫1h，然后以3℃/min的升溫速度加熱至940℃進行保溫燒結4h，然后斷電，在不斷保護氣氛的條件下，隨爐水冷卻到樣品區溫度低于200℃后樣品出爐，制成中間合金1；
步驟十，將中間合金1進行澆注，澆注溫度為1250℃，制成成品。
此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。