本發(fā)明涉及自潤滑金屬合金材料，具體而言涉及一種基于自潤滑材料的新型銅合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
自潤滑銅合金粉末冶金零件在汽車、工程機械等行業(yè)具有廣泛的用途。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，高速度、大載荷的需求對自潤滑銅合金提出了更高的性能要求。由于現(xiàn)使用的銅合金結(jié)構(gòu)強度、硬度較低，很難適應(yīng)現(xiàn)工業(yè)的需要。現(xiàn)使用的具有自潤滑的銅合金基本上以青銅合金為主，但這類材料的相對密度低，其抗拉強度、硬度均較低，同時含有大量的鉛，不僅對人體有害而且對環(huán)境的污染較大。
現(xiàn)已經(jīng)有技術(shù)提出，采用以鐵合金為基體，外設(shè)置有銅合金層以實現(xiàn)自潤滑功能的低含鉛材料配方技術(shù)，該技術(shù)方案因為鐵合金基體能夠滿足抗拉強度及硬度高的特點，并因為銅合金層的厚度較薄，僅起到自潤滑作用即能夠?qū)崿F(xiàn)各零件的性能。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種基于自潤滑材料的新型銅合金及其制備方法，減少了銅的使用量，顯著的降低了最終產(chǎn)品的成本。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種基于自潤滑材料的新型銅合金，由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：第一材料1份、第二材料1份、第三材料1份；所述第一材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：鐵30～35份，銅3～5份，錫3～4份，鎳1～2份，鋯1～2份，二硫化鉬1～2份，粘結(jié)劑1～2份，潤滑劑1～2份；所述第二材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：鐵20～25份，銅10～15份，石墨5～10份，鉍1～2份，粘結(jié)劑1～2份，潤滑劑1～2份；所述第三材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：銅30～35份，鐵5～8份，二氧化鉬5～6份，錫1～5份，銀1～2份，粘結(jié)劑1～2份，潤滑劑1～2份。
進一步，所述第一材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：鐵30份，銅3份，錫3份，鎳1份，鋯1份，二硫化鉬1份，粘結(jié)劑1份，潤滑劑1份；所述第二材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：鐵20份，銅10份，石墨5份，鉍1份，粘結(jié)劑1份，潤滑劑1份；所述第三材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：銅30份，鐵5份，二氧化鉬5份，錫1份，銀1份，粘結(jié)劑1份，潤滑劑1份。
進一步，所述第一材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：鐵35份，銅5份，錫4份，鎳2份，鋯2份，二硫化鉬2份，粘結(jié)劑2份，潤滑劑2份；所述第二材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：鐵25份，銅15份，石墨10份，鉍2份，粘結(jié)劑2份，潤滑劑2份；所述第三材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：銅35份，鐵8份，二氧化鉬6份，錫5份，銀2份，粘結(jié)劑2份，潤滑劑2份。
進一步，所述第一材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：鐵32份，銅4份，錫3份，鎳2份，鋯1份，二硫化鉬2份，粘結(jié)劑1份，潤滑劑2份；所述第二材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：鐵23份，銅12份，石墨7份，鉍1份，粘結(jié)劑2份，潤滑劑1份；所述第三材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：銅33份，鐵6份，二氧化鉬5份，錫4份，銀1份，粘結(jié)劑2份，潤滑劑1份。
進一步：本發(fā)明制備方法具有如下步驟：
步驟一，將第一材料各組分使用球磨機干混1小時，制成合金粉1；
步驟一，將第二材料各組分使用球磨機干混1小時，制成合金粉2；
步驟三，將第一材料各組分使用球磨機干混1小時，制成合金粉3；
步驟四，將合金粉1，2，3分別在100℃溫度下加熱1小時，實用50目篩過濾并混合，制成合金粉4
步驟五，將合金粉4壓制成坯1，壓制壓力為750-850MPa，模具溫度為110℃；
步驟六，將坯1進行雙面銑面，去除表面缺陷，制成坯2；
步驟七，將坯2坯進行兩道次冷軋，第一道次冷軋變形量為35％-55％，經(jīng)第二道次變形后，總變形量達到65-75％，制成坯3；
步驟八，將坯3在0.1～0.15MPa氨保護氣中，以1080±5℃～1150±5℃燒結(jié)10～25分鐘，然后將燒結(jié)坯體在模具中整形，整形壓力為650MPa～700MPa。
本發(fā)明的有益效果是：
1、減少了銅的使用量，顯著的降低了最終產(chǎn)品的成本
2、使用石墨和二硫化鉬代替鉛，使銅合金層在保持良好的自潤滑性能的同時，不再使用鉛元素，減少了對人體和環(huán)境的損害。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)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(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例一：
一種基于自潤滑材料的新型銅合金，由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：第一材料1份、第二材料1份、第三材料1份；所述第一材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：鐵30～35份，銅3～5份，錫3～4份，鎳1～2份，鋯1～2份，二硫化鉬1～2份，粘結(jié)劑1～2份，潤滑劑1～2份；所述第二材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：鐵20～25份，銅10～15份，石墨5～10份，鉍1～2份，粘結(jié)劑1～2份，潤滑劑1～2份；所述第三材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：銅30～35份，鐵5～8份，二氧化鉬5～6份，錫1～5份，銀1～2份，粘結(jié)劑1～2份，潤滑劑1～2份。實施例二：
實施例二：
一種基于自潤滑材料的新型銅合金，由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：第一材料1份、第二材料1份、第三材料1份；所述第一材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：鐵30份，銅3份，錫3份，鎳1份，鋯1份，二硫化鉬1份，粘結(jié)劑1份，潤滑劑1份；所述第二材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：鐵20份，銅10份，石墨5份，鉍1份，粘結(jié)劑1份，潤滑劑1份；所述第三材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：銅30份，鐵5份，二氧化鉬5份，錫1份，銀1份，粘結(jié)劑1份，潤滑劑1份。
實施例三：
一種基于自潤滑材料的新型銅合金，由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：第一材料1份、第二材料1份、第三材料1份；所述第一材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：鐵35份，銅5份，錫4份，鎳2份，鋯2份，二硫化鉬2份，粘結(jié)劑2份，潤滑劑2份；所述第二材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：鐵25份，銅15份，石墨10份，鉍2份，粘結(jié)劑2份，潤滑劑2份；所述第三材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：銅35份，鐵8份，二氧化鉬6份，錫5份，銀2份，粘結(jié)劑2份，潤滑劑2份。
實施例四：
一種基于自潤滑材料的新型銅合金，由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：第一材料1份、第二材料1份、第三材料1份；所述第一材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：鐵32份，銅4份，錫3份，鎳2份，鋯1份，二硫化鉬2份，粘結(jié)劑1份，潤滑劑2份；所述第二材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：鐵23份，銅12份，石墨7份，鉍1份，粘結(jié)劑2份，潤滑劑1份；所述第三材料由以下質(zhì)量分數(shù)配方成分組成：銅33份，鐵6份，二氧化鉬5份，錫4份，銀1份，粘結(jié)劑2份，潤滑劑1份。
實施例五：
一種基于自潤滑材料的新型銅合金的制備方法包括如下步驟：
步驟一，將第一材料各組分使用球磨機干混1小時，制成合金粉1；
步驟一，將第二材料各組分使用球磨機干混1小時，制成合金粉2；
步驟三，將第一材料各組分使用球磨機干混1小時，制成合金粉3；
步驟四，將合金粉1，2，3分別在100℃溫度下加熱1小時，實用50目篩過濾并混合，制成合金粉4
步驟五，將合金粉4壓制成坯1，壓制壓力為750-850MPa，模具溫度為110℃；
步驟六，將坯1進行雙面銑面，去除表面缺陷，制成坯2；
步驟七，將坯2坯進行兩道次冷軋，第一道次冷軋變形量為35％-55％，經(jīng)第二道次變形后，總變形量達到65-75％，制成坯3；
步驟八，將坯3在0.1～0.15MPa氨保護氣中，以1080±5℃～1150±5℃燒結(jié)10～25分鐘，然后將燒結(jié)坯體在模具中整形，整形壓力為650MPa～700MPa。
此外，應(yīng)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(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。