本發(fā)明屬于金屬材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種三元金屬自潤(rùn)滑復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)：

相對(duì)于聚合物基和陶瓷基固體自潤(rùn)滑復(fù)合材料，金屬基固體自潤(rùn)滑復(fù)合材料在制備和應(yīng)用等方面都具有較大的優(yōu)勢(shì)：聚合物具有較低的密度和較高的抗腐蝕能力，但是強(qiáng)度較低，并且易在摩擦熱的作用下失效；陶瓷材料具有較高的強(qiáng)度，但是制備和后期加工的難度較大。金屬基固體自潤(rùn)滑復(fù)合材料具有金屬的韌性和塑性，具有一定的加工性能和變形性能，其強(qiáng)度、硬度可以滿足潤(rùn)滑膜的承載性和耐磨性要求，并且能夠適應(yīng)各種不同的大氣環(huán)境、化學(xué)環(huán)境、高溫和高真空等特殊環(huán)境。此外，部分金屬在摩擦過(guò)程中還可以形成多種具有潤(rùn)滑性的化合物，提高材料的潤(rùn)滑性能。金屬基固體自潤(rùn)滑復(fù)合材料按基體材質(zhì)可分為難熔金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料、以鐵銅為代表的低溫自潤(rùn)滑復(fù)合材料、以銀為代表的軟金屬基自潤(rùn)滑復(fù)合材料和以鎳為代表的高溫自潤(rùn)滑復(fù)合材料等。目前沒(méi)有關(guān)于以銅粉、鈦粉、鎢粉為原料制得三元金屬自潤(rùn)滑材料的報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種三元金屬自潤(rùn)滑復(fù)合材料的制備方法。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種三元金屬自潤(rùn)滑復(fù)合材料的制備方法，包括以下操作步驟：

（1）按重量份計(jì)，將90-100份銅粉、20-30份鈦粉、10-15份鎢粉、0.1-0.3份高嶺土、0.04-0.06份篦麻油、0.08-0.10份金剛烷放入球磨機(jī)中進(jìn)行混合；

（2）混合4小時(shí)后，向其中加入其重量的0.03-0.05倍重的混合物，其中混合物由以下重量份的組分制成：石墨烯10-13份、硬脂酸鈉6-8份、1,3-金剛烷二醇5-7份、二硫化鉭11-13份；

（3）繼續(xù)混合4小時(shí)后，取出，將混合物放入體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶液中，浸泡30-40min，期間采用超聲處理；

（4）除去乙醇溶液，用清水清洗混合物，然后將混合物放入110℃的烘箱中烘干90-100min，然后取出，放入石墨磨具中，采用高純氬氣保護(hù)熱壓燒結(jié)制得產(chǎn)品。

具體地，上述步驟（1）中的銅粉、鈦粉、鎢粉的平均粒度大小均為60μm，高嶺土的粒度大小為200目。

具體地，上述步驟（4）中熱壓燒結(jié)的條件是：升溫速率15℃/min，真空度為6.5×10^-6Pa，熱壓的壓力為35MPa，熱壓溫度為768℃。

由以上的技術(shù)方案可知，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明中制得的三元金屬自潤(rùn)滑復(fù)合材料，自潤(rùn)滑性能優(yōu)越，并且耐腐蝕性、耐磨性以及抗氧化性能優(yōu)越，機(jī)械強(qiáng)度高，克服了單元金屬自潤(rùn)滑材料硬度低、機(jī)械強(qiáng)度低的缺點(diǎn)，也解決了多元金屬混合后，因不同金屬單質(zhì)間已發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，從而耐腐蝕性能低的不足。其中，高嶺土和篦麻油協(xié)同作用，能有效的提高球磨的效果，降低金屬粉末之間因組元差別對(duì)高溫?zé)Y(jié)步驟時(shí)帶來(lái)阻礙，提升燒結(jié)后金屬的各項(xiàng)力學(xué)性能；金剛烷和石墨烯協(xié)同作用，能加速?gòu)?fù)合材料表面潤(rùn)滑膜的形成速度，降低材料的磨損率，并且其還能對(duì)局部撕裂和脫落的固體潤(rùn)滑膜起到很好的修復(fù)作用；硬脂酸鈉、1,3-金剛烷二醇協(xié)同作用，能降低金剛烷和金屬粉末之間的組元差異效應(yīng)，提升混合材料的各項(xiàng)力學(xué)性能；二硫化鉭能與鎢粉協(xié)同作用，既能提升混合材料間的結(jié)合能力，又能提升材料的抗氧化性能，極大地提升了材料的品質(zhì)。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施方例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1

一種三元金屬自潤(rùn)滑復(fù)合材料的制備方法，包括以下操作步驟：

（1）按重量份計(jì)，將90份銅粉、20份鈦粉、10份鎢粉、0.1份高嶺土、0.04份篦麻油、0.08份金剛烷放入球磨機(jī)中進(jìn)行混合；

（2）混合4小時(shí)后，向其中加入其重量的0.03倍重的混合物，其中混合物由以下重量份的組分制成：石墨烯10份、硬脂酸鈉6份、1,3-金剛烷二醇5份、二硫化鉭11份；

（3）繼續(xù)混合4小時(shí)后，取出，將混合物放入體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶液中，浸泡30min，期間采用超聲處理；

（4）除去乙醇溶液，用清水清洗混合物，然后將混合物放入110℃的烘箱中烘干90min，然后取出，放入石墨磨具中，采用高純氬氣保護(hù)熱壓燒結(jié)制得產(chǎn)品。

具體地，上述步驟（1）中的銅粉、鈦粉、鎢粉的平均粒度大小均為60μm，高嶺土的粒度大小為200目。

具體地，上述步驟（4）中熱壓燒結(jié)的條件是：升溫速率15℃/min，真空度為6.5×10^-6Pa，熱壓的壓力為35MPa，熱壓溫度為768℃。

本實(shí)施例中，制得的三元金屬自潤(rùn)滑復(fù)合材料比市售普通的銅基自潤(rùn)滑材料的摩擦因數(shù)降低約80%，磨損率降低約91%。

實(shí)施例2

一種三元金屬自潤(rùn)滑復(fù)合材料的制備方法，包括以下操作步驟：

（1）按重量份計(jì)，將95份銅粉、25份鈦粉、13份鎢粉、0.2份高嶺土、0.05份篦麻油、0.09份金剛烷放入球磨機(jī)中進(jìn)行混合；

（2）混合4小時(shí)后，向其中加入其重量的0.04倍重的混合物，其中混合物由以下重量份的組分制成：石墨烯12份、硬脂酸鈉7份、1,3-金剛烷二醇6份、二硫化鉭12份；

（3）繼續(xù)混合4小時(shí)后，取出，將混合物放入體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶液中，浸泡35min，期間采用超聲處理；

（4）除去乙醇溶液，用清水清洗混合物，然后將混合物放入110℃的烘箱中烘干95min，然后取出，放入石墨磨具中，采用高純氬氣保護(hù)熱壓燒結(jié)制得產(chǎn)品。

具體地，上述步驟（1）中的銅粉、鈦粉、鎢粉的平均粒度大小均為60μm，高嶺土的粒度大小為200目。

具體地，上述步驟（4）中熱壓燒結(jié)的條件是：升溫速率15℃/min，真空度為6.5×10^-6Pa，熱壓的壓力為35MPa，熱壓溫度為768℃。

本實(shí)施例中，制得的三元金屬自潤(rùn)滑復(fù)合材料比市售普通的銅基自潤(rùn)滑材料的摩擦因數(shù)降低約83%，磨損率降低約92%。

實(shí)施例3

一種三元金屬自潤(rùn)滑復(fù)合材料的制備方法，包括以下操作步驟：

（1）按重量份計(jì)，將100份銅粉、30份鈦粉、15份鎢粉、0.3份高嶺土、0.06份篦麻油、0.10份金剛烷放入球磨機(jī)中進(jìn)行混合；

（2）混合4小時(shí)后，向其中加入其重量的0.05倍重的混合物，其中混合物由以下重量份的組分制成：石墨烯13份、硬脂酸鈉8份、1,3-金剛烷二醇7份、二硫化鉭13份；

（3）繼續(xù)混合4小時(shí)后，取出，將混合物放入體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶液中，浸泡40min，期間采用超聲處理；

（4）除去乙醇溶液，用清水清洗混合物，然后將混合物放入110℃的烘箱中烘干100min，然后取出，放入石墨磨具中，采用高純氬氣保護(hù)熱壓燒結(jié)制得產(chǎn)品。

具體地，上述步驟（1）中的銅粉、鈦粉、鎢粉的平均粒度大小均為60μm，高嶺土的粒度大小為200目。

具體地，上述步驟（4）中熱壓燒結(jié)的條件是：升溫速率15℃/min，真空度為6.5×10^-6Pa，熱壓的壓力為35MPa，熱壓溫度為768℃。

本實(shí)施例中，制得的三元金屬自潤(rùn)滑復(fù)合材料比市售普通的銅基自潤(rùn)滑材料的摩擦因數(shù)降低約84%，磨損率降低約93%。

需要說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。