[發(fā)明專利]一種顆粒混雜鋁基自潤滑復合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610414778.6
• 申請日: 2016-06-14
• 公開（公告）號: CN106048342B
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張建波;汪航;李勇;肖翔鵬;陳輝明;陳婷婷;胡美俊;劉文揚
• 申請（專利權(quán)）人: 江西理工大學
• 主分類號: C22C21/14
• 分類號: C22C21/14;C22C21/02;C22C32/00;C22C1/03;C22C1/10
• 代理公司: 北京中創(chuàng)陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司11003
• 代理人: 尹振啟,張宇鋒

1.一種顆粒混雜鋁基自潤滑復合材料，其特征在于，所述自潤滑復合材料含有體積比為1-9vol.％的Ti₃SiC₂顆粒、1-9vol.％的石墨顆粒和余量的基體鋁合金，加入的顆粒總含量≤10vol.％；所述基體鋁合金為Al-Si-Cu合金；所述基體鋁合金的組分為：2.0-6.5wt.％Si，3.5-5.0wt.％Cu，0.03-0.05wt.％Sr，Zn≤0.1wt.％，F(xiàn)e≤0.4wt.％，不可避免的雜質(zhì)≤0.4wt.％，余量為Al。

2.如權(quán)利要求1所述的自潤滑復合材料，其特征在于，所述Ti₃SiC₂顆粒的粒徑為5-15um，純度高于97.5％。

3.如權(quán)利要求1所述的自潤滑復合材料，其特征在于，所述自潤滑復合材料中，含有體積比為1vol.％的Ti₃SiC₂和9vol.％的石墨，或者含有5vol.％的Ti₃SiC₂和5vol.％的石墨，或者含有7vol.％的Ti₃SiC₂和3vol.％的石墨，或者含有3vol.％的Ti₃SiC₂和7vol.％的石墨，或者含有9vol.％的Ti₃SiC₂和1vol.％的石墨。

4.權(quán)利要求1-3任一項所述顆粒混雜鋁基自潤滑復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)Ti₃SiC₂的預處理：清洗Ti₃SiC₂顆粒；

步驟2)制備Ti₃SiC₂/Al預制塊：熔煉純鋁，將鋁液和所述步驟1)制得的Ti₃SiC₂顆粒混合，冷卻后得到Ti₃SiC₂/Al預制塊，所述預制塊中Ti₃SiC₂占體積比40-60vol.％；

步驟3)制備鍍銅石墨粉；

步驟4)制備自潤滑復合材料鑄錠：將純鋁、Al-Si中間合金、純銅、Al-Sr中間合金、所述步驟2)制得的Ti₃SiC₂/Al預制塊和所述步驟3)制得的石墨粉混合熔煉，澆注得到自潤滑復合材料鑄錠；

步驟5)制備條狀自潤滑復合材料鑄錠：熔化所述步驟4)制得的自潤滑復合材料鑄錠，用抽拉鑄造法得到截面為矩形的自潤滑復合材料條狀鑄錠；

步驟6)自潤滑復合材料的熱處理：對所述步驟5)制得的帶狀自潤滑復合材料依次進行均勻化處理、熱軋?zhí)幚怼⒐倘芴幚怼⑺闾幚砗蜁r效處理。

5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中，將Ti₃SiC₂顆粒放入丙酮溶液中進行超聲波清洗30-45min，在空氣中晾干后加熱至500-600℃，保溫1-3h。

6.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中，將Ti₃SiC₂顆粒放入模具中在35-55MPa的成型壓力下保壓20-40s，將所述模具和所述Ti₃SiC₂顆粒共同預熱到510-600℃；熔煉純鋁，熔體經(jīng)精煉、除氣、扒渣后，熔體溫度控制在680-770℃，澆注到預熱后的所述模具中，然后在真空條件中滲流壓力40-50MPa下，保壓10-30min，冷卻后脫模，得到所述Ti₃SiC₂/Al預制塊。

7.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中，將活化后的石墨粉放入容器中,然后加入鋅粉,用醋酸稀釋,將石墨粉與鋅粉攪拌均勻后,把硫酸銅溶液加入所述容器中,用攪拌器攪拌20-60min,用去離子水洗至中性，然后將石墨粉浸泡在苯并三氮溶液中進行鈍化處理2-5h，最后將石墨粉置于真空干燥箱中干燥8-24h后取出,得到所述鍍銅石墨粉。