[發明專利]一種新型的鐵基自潤滑材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201110287350.7
• 申請日: 2011-09-26
• 公開（公告）號: CN102383056A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 潘嘉祺;孫亞琴;陳麒忠
• 申請（專利權）人: 上海應用技術學院
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C33/02;B22F1/00;B22F3/16
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種含油潤滑材料，特別涉及一種新型的鐵基自潤滑材料及其制備方法。

背景技術

潤滑材料有4種：氣體潤滑劑、流體(以油為主)、潤滑脂(半固態)及固體潤滑材料。

液態、半固態潤滑是傳統的潤滑方式，也是應用最為廣泛的一種潤滑方式，但適用的溫度范圍較窄，在高溫作用下承載能力下降、潤滑性能衰減，還會造成環境污染等問題。因此，工況惡劣的場合下，傳統的潤滑方法已難以滿足要求。對于那些長期處于高溫、高速、重載、干摩擦或邊界潤滑狀態下的零部件，減小與控制摩擦與磨損顯得尤為必要。

固體自潤滑材料在性能上極大地突破了傳統材料的使用極限，廣泛地被應用于電子、生物、航天航空等高科技領域，是潤滑領域最具有發展前景的一個方向^[18]。

粉冶型潤滑材料是在金屬微粉中加入適量的潤滑劑顆粒并經過壓制燒結而制成。它綜合了金屬基材的機械強度和潤滑組元的摩擦學特性，因而有較好的綜合性能，也是最常用的固體潤滑材料。還可根據是否含油分為自潤滑材料和含油潤滑材料兩類，其使用的工況條件也不同。

通常，含油潤滑材料用來制作滾動軸承保持架、小型套筒軸承、滑動電觸點材料等，由高熔點金屬作基材，與含量相當高的固體潤滑劑顆粒所組成的復合材料，是具有高的耐熱性、很小的摩擦系數和較長的耐磨壽命的自潤滑材料。

鐵是最常用的金屬，來源廣且成本低，能滿足絕大多數使用的場合，但由于在鐵基材料中加入了潤滑材料，一般使用石墨、二硫化鉬、二硫化鎢等，使鐵基自潤滑材料的強度有所降低，一般抗壓強度僅在280～420Mpa，從而限制了在某些強度要求較高場合的使用，本發明是一種新型的鐵基自潤滑材料，在滿足潤滑條件下，使材料具有較高的強度。

發明內容

本發明的目的為了解決現有技術中鐵基自潤滑材料的強度低的問題，而提供一種新型的鐵基自潤滑材料，在滿足潤滑條件下，使材料具有較高的強度。

本發明的技術方案

本發明的一種新型鐵基自潤滑材料，其原料由銅粉、錳粉、鎳粉、鉻粉、鐵粉、石墨粉和碳纖維粉組成。其中鐵粉為組成基體的材料；加入銅粉，是由于銅的熔點較低，有利于材料的燒結；加入錳粉，是由于錳是促進珠光體的形成元素，使基體產生部分的珠光體；加入鎳粉，是由于鎳粉可以提高基體材料的高溫穩定性；加入鉻粉，是由于鉻粉能形成碳化物，可以提高基體材料的硬度；加入石墨粉，以起潤滑作用，從而促進基體珠光體和碳化物的形成；加入碳纖維粉，可以增強基體的強度，輔助提高材料的潤滑性能。

其中碳纖維粉是一種新型的纖維材料，它不同于碳纖維材料，因為碳纖維材料長度較長，在與粉狀材料混合時，會產生糾結和團絮，在粉狀材料中的分散較為困難。而碳纖維粉屬粉狀材料，容易和粉狀材料混合，分散性好，但顆粒的形狀保持纖維狀的特點，在較小的尺度下對基體不同的部分起到牽拉作用，從而增強基體的強度。

一種新型的鐵基自潤滑材料，其原料組分按重量百分比計算其組成及含量如下：

銅粉?????????????5～5.4%

錳粉??????????????2%

鎳粉??????????????3.8%

鉻粉??????????????8%

鐵粉??????????????80%

石墨粉????????????0.2%

碳纖維粉??????????0.6～1%

其中所述的鐵粉、石墨粉、碳纖維粉、鎳粉、錳粉、銅粉及鉻粉粒度分別小于200目。

上述的一種新型的鐵基自潤滑材料的制備方法，包括如下步驟：

（1）、混料

將各種原料組分一起加入至混料機或球磨機進行混料；

（2）、壓制

將步驟（1）混勻的原料加入鋼制的模具中后，通過壓桿進行壓實成形，壓制過程控制壓力為250MPa，時間為50秒鐘，即得壓制成型后的壓坯；

（3）、燒結

將步驟（2）所得的壓制成型后的壓坯放入鐵制容器中，并向容器中加入灰鑄鐵鐵屑，使壓坯完全埋入鐵屑中，然后將裝有壓坯的容器在加熱爐進行燒結，燒結過程控制燒結溫度900℃，時間2小時后，隨爐冷卻至室溫，即得到本發明的一種采用粉末冶金方法制作的新型鐵基自潤滑材料。

本發明的技術效果