[發(fā)明專利]寬溫帶自潤滑鎳鉻合金基復(fù)合材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610040659.5
• 申請日: 2006-05-26
• 公開（公告）號: CN101078071A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 熊黨生;李建亮
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C22C30/00;C22C1/05;B22F3/14
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心
• 代理人: 朱顯國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自潤滑復(fù)合材料技術(shù)，特別是一種寬溫帶自潤滑鎳鉻合金基復(fù)合材料及其制備方法，解決普通油脂無法實現(xiàn)寬溫度范圍潤滑的問題。

背景技術(shù)

輕型高效熱引擎和先進(jìn)推動系統(tǒng)的速度和功率輸出較以前有大幅度提高，其中的摩擦部件必須在更高的溫度下工作。高溫氧化、高的摩擦和劇烈的磨損會導(dǎo)致摩擦學(xué)部件很快失效，針對上述問題，國內(nèi)外學(xué)者對此進(jìn)行了大量的研究，取得了許多研究成果。

例如：1989年公開的發(fā)明專利CN1034584A選用鎳鈮合金作基體，加入適量的鉬、鐵、活性元素硫及稀土化合物，各組分的質(zhì)量百分比范圍為：Nb：5～30％，F(xiàn)e：2～30％，Si：～8％，稀土化合物：0.1～1％，其中S以FeS的形式加入，采用中頻高溫冶煉，鑄造成型工藝制備。該合金存在較低溫度下摩擦系數(shù)較高和較高溫度時耐磨性及耐熱性差等不足。

1993年公布的發(fā)明專利CN1073727A在鎳基合金中添加石墨與銀作潤滑相，各組分的質(zhì)量百分含量為：Ni：47.1％～65.2％，Cr：6.5％～9.0％，W：3.6％～4.0％，Mo：3.6％～4.0％，Al：2.7％～3.7％，Ti：1.5％～2.1％，B：0.007％～0.01％，Ag：5.0％～18.0％，C：5.0％～17％.采用中頻勵磁感應(yīng)加熱快速熱壓法制備了自潤滑材料，溫度升至1050℃～1300℃，熱壓壓力為7.5～28.0MPa，保溫保壓時間5～20min，該合金在900～1000℃高溫條件下具有良好自潤滑性能，但室溫條件下摩擦系數(shù)較高(0.28～0.30)。

1995年公布的發(fā)明專利CN1101681A含硫高溫自潤滑鎳基合金，其成分為C：0-1.2％，Cr：0-20％，Mo：8-25％，Co：3-15％，F(xiàn)e：5-20％，S：2-8％(wt.)，余量為Ni，采用中頻感應(yīng)熔煉，熔模鑄造成型的工藝方法制備，其中S以FeS的形式加入，熔煉溫度較高，工藝復(fù)雜，成本較高。

1999年公布的發(fā)明專利CN1220320A含硫鐵基高溫自潤滑合金，化學(xué)成分為(質(zhì)量分?jǐn)?shù))：Cr：8.0-24.0％，Mo：6.0-18.0％，Ni：2.0-6.0％，Cu：0-2.0％，S：1.5-5.5％，余量為Fe，采用中頻感應(yīng)熔煉、熔模鑄造成型工藝制備，與鎳基自潤滑合金相比，鐵基自潤滑合金成本較低，但其室溫摩擦系數(shù)較高(0.30-0.52)。

2005年公布的發(fā)明專利CN03147353.9一種含稀土氟化物自潤滑鎳基合金，選用鎳-鉻為基體，鉬、鎢為固溶強(qiáng)化相，稀土氟化物為強(qiáng)化助劑和潤滑相，石墨為低溫潤滑相。各組分的質(zhì)量百份含量為Cr：12～18％，Mo：12～18％，W：3～5％，F(xiàn)e：3～5％，Co：1～3％，Si：0.5～1.5％，Mn：0.5～1.5％，稀土氟化物：1～10％，石墨：0～5％，Ni：余量。制備的自潤滑合金具有優(yōu)異的摩擦學(xué)性能，可在室溫～600℃使用，但仍存在室溫耐磨性差的不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種在室溫～700℃寬溫度范圍內(nèi)既具有良好的機(jī)械強(qiáng)度又具備良好自潤滑性能的鎳鉻合金基復(fù)合材料及其制備方法。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案：一種寬溫帶自潤滑鎳鉻合金基復(fù)合材料，各組分及其質(zhì)量百分含量分別為Ni：36.8～57.6％，Cr：9.2～14.4％，Mo：9.0～15.0％，Al：2.0～6.0％，Ti：3.0～8.0％，B：0.08％，MoS₂：6.0～15.0％，稀土化合物：2.0～8.0％。

本發(fā)明寬溫帶自潤滑鎳鉻合金基復(fù)合材料的稀土化合物為LaF₃、CeO₂或La₂O₃。

一種寬溫帶自潤滑鎳鉻合金基復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將各組分及其質(zhì)量百分含量分別為Ni：36.8～57.6％，Cr：9.2～14.4％，Mo：9.0～15.0％，Al：2.0～6.0％，Ti：3.0～8.0％，B：0.08％，MoS₂：6.0～15.0％，稀土化合物：2.0～8.0％的粉末在球磨機(jī)或研缽中混合均勻；

(2)將步驟(1)的混合粉末冷壓成型后放入石墨模具中，在真空熱壓機(jī)上熱壓成型，即先抽真空至2×10^-5～8×10^-5Pa，充氮氣保護(hù)，然后升溫到1200～1280℃，達(dá)到溫度后施加正壓力12～16MPa，保溫保壓20～30min。