[發明專利]一種高耐磨銅基材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610997097.7
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN106756213B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 王斌;李婷
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22C9/02
• 分類號: C22C9/02;C22C32/00;C22C1/05
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 許飛

本發明公開了一種高耐磨銅基材料及其制備方法，高耐磨銅基材料由錫青銅粉、氮化硼和強化相組成。本發明的材料克服了銅?氮化硼界面不潤濕的問題，制得的復合材料具有電阻率低，抗沖擊性能好，摩擦系數小，抗彎強度高，硬度高等優點，兼有傳統的錫青銅基滑板材料的強度高電阻率低和氮化硼潤滑性能好兩者的優點，同時制備工藝簡單，工藝過程易于控制，沒有污染，適用于批量生產。

技術領域

本發明涉及一種新型的高耐磨銅基材料及其制備方法，特別涉及一種可用于制備新型電力機車受電弓滑板的高耐磨銅基材料及其制備方法。

背景技術

隨著我國高速鐵路的快速發展，作為高速列車最重要的集電元件，受電弓滑板的用量越來越大，因此對滑板材料的要求不斷的提高。

滑板的發展趨勢以碳纖維滑板、碳纖維滑板以及帶有自潤滑和它潤滑功能的金屬基復合材料、非金屬基復合材料為主。石墨/銅復合材料由于具有較高的強度、良好的導電導熱性、減磨耐磨性、耐腐蝕等一系列優點，在受電弓滑板材料中發揮著重要的作用。但國內外在C/Cu復合材料研究方面仍然存在很多實際應用上的問題沒有得到滿意的解決，主要由于石墨屬于軟質相，粘合性較強使得其彼此之間很容易團聚，再者由于石墨的平行層狀結構，在與銅粉的混合過程中不易均勻，且產生偏析，需要對石墨表面進行改性處理以提高界面強度，如化學法、電鍍法等。即便如此，但是還存在以下缺點：(1)制備過程復雜，能耗大(2)改性過程不易控制，生產效率低(3)產品致密度不高，孔隙率大。

因此，工藝簡單、能耗小、產品組織均勻性好、致密高是銅基自潤滑復合材料制備的發展方向。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高耐磨銅基材料。

本發明的另一個目的在于提供一種高耐磨銅基材料的制備方法。

本發明的再一個目的在于提供基于上述高耐磨銅基材料的受電弓滑板。

本發明所采取的技術方案是：

一種高耐磨銅基材料，由錫青銅粉、氮化硼和強化相組成，其體積比：V(錫青銅粉)：V(氮化硼)：V(強化相)＝(80-85)：(5-15)：(5-15)，強化相選自Cr₃C₂、Mo₂C、WC、Zn中的至少一種。

作為上述高耐磨銅基材料的進一步改進，V(錫青銅粉)：V(氮化硼)：V(強化相)＝(80-85)：(8-12)：(8-12)。

作為上述高耐磨銅基材料的進一步改進，強化相中各組元質量比為：W(Cr₃C₂)：W(Mo₂C)：W(WC)：W(Zn)＝(1-10)：(1-10)：(1-10)：(70-80)。

作為上述高耐磨銅基材料的進一步改進，強化相中各組元質量比為：W(Cr₃C₂)：W(Mo₂C)：W(WC)：W(Zn)＝(4-7)：(4-7)：(4-7)：(70-80)。

作為上述高耐磨銅基材料的進一步改進，錫青銅粉中，Sn的質量百分含量為7～13％。

一種高耐磨銅基材料的制備方法，高耐磨銅基材料的組成如上所述，其制備方法包括如下步驟：

1)將氮化硼和強化相粉末球磨混勻，加水混合，練泥，得到泥料；

2)將泥料干燥，800～1100℃保溫焙燒完全，得到焙燒料；

3)將焙燒料球磨粉碎，與錫青銅粉末混合，加入聚丙烯酰胺溶液，練泥、干燥；

4)將粉料置于模具中，冷壓成型，得到壓坯；

5)將壓坯升溫至500～600℃預燒，之后升溫至800～950℃焙燒，冷卻后得到初燒結體；