[發明專利]一種高性能鋼基銅合金石墨復合材料

在審

• 申請號: 201711334523.X
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108220745A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 方燦根
• 申請（專利權）人: 浙江燦根智能科技有限公司
• 主分類號: C22C30/04
• 分類號: C22C30/04;C22C30/02;C22C32/00;G01N33/00;G01N3/40;G01N3/56;G01N9/00
• 代理公司: 杭州聚邦知識產權代理有限公司 33269
• 代理人: 蔣全強

1.一種高性能鋼基銅合金石墨復合材料，其特征在于：所述鋼基銅合金石墨自潤滑復合材料中的材料的制備原料包括：Sn、石墨、Ni、Cu、硼和Fe，其中鋼基銅合金石墨自潤滑復合材料的制備原料的質量百分比為：Sn：4-6％、石墨：7-9％、Ni：9-11％、Cu：34-36％、硼：0.005-0.05％wt和Fe：45-48％。

2.根據權利要求1所述的一種高性能鋼基銅合金石墨復合材料，其特征在于：所述高性能鋼基銅合金石墨復合材料的制備方法包括如下步驟：

1)性能分析：采用了SEM、EDS、XRD、HRTEM等分析方法分析石墨、鎳、硼的物相組成，并采用電子萬能試驗機、硬度計、密度計、摩擦磨損試驗機分析復合材料的力學性能、硬度、密度、摩擦磨損性能；

2)制備Ag-Sn顆粒：經對石墨進行敏化、活化處理，成功在其制備了具有自催化作用的Ag-Sn顆粒，作為CuSO₄沉積在石墨表面的形核中心；

3)制備復合材料：采用簡單的方法成功在石墨中具備Ni-B相，均勻的分布在石墨表面，再步驟1)中通過SEM、HRTEM、SAED和XRD的分析，驗證了通過該簡單的工藝獲得了石墨-鎳硼合金的核殼結構，半固態Ni-B相組成為微晶鎳和非無定型鎳硼相，形成復合層，經過300℃熱處理2h后，無定型鎳硼相完全結晶，即得高性能鋼基銅合金石墨復合材料。

3.根據權利要求2所述的一種高性能鋼基銅合金石墨復合材料，其特征在于：所述步驟2)中CuSO₄與石墨的濃度比為1.44:1。

4.根據權利要求2所述的一種高性能鋼基銅合金石墨復合材料，其特征在于：所述復合層由晶態Ni和Ni₃B組成。

5.根據權利要求2所述的一種高性能鋼基銅合金石墨復合材料，其特征在于：所述SEM分析方法具體為：提供石墨、鎳、硼，石墨、鎳、硼還包括形成于層間介質層上的金屬層；層間介質層中包括若干存儲單元；存儲單元左右兩側分別形成有接觸金屬層和襯底的金屬栓；存儲單元包括擦除柵、形成于擦除柵左右兩側的兩個存儲晶體管及形成于存儲晶體管外側的字線；擦除柵、浮柵、控制柵、字線及金屬栓之間分立分布并通過介質隔離；且SEM樣品的制備方法還包括步驟：去除金屬層，并將去除金屬層后的石墨、鎳、硼放入掃描電子顯微鏡中；采用掃描電子顯微鏡電子束對去除金屬層后的石墨、鎳、硼的預設區域進行掃描，使該區域被碳化；預設區域中至少包括一個浮柵；將獲得的結構浸泡在雙氧水中以去除金屬栓；將獲得的結構浸泡在氫氟酸溶液中以去除部分層間介質層；用水沖洗獲得的結構以使字線、控制柵及擦除柵被水流沖走，得到分析石墨、鎳、硼的物相組成的結果。

6.根據權利要求2所述的一種高性能鋼基銅合金石墨復合材料，其特征在于：所述步驟1)中摩擦磨損試驗機包括主機支架、轉軸；轉軸由分別安裝在主機支架上兩側的支撐柱支撐在主機支架的上方，轉軸由安裝在主機支架下方的驅動機構帶動其旋轉；轉軸上固定安裝有一真空箱；真空箱內設置有支撐架，支撐架上并排安裝有一杠桿機構和一旋轉機構。

7.根據權利要求2所述的一種高性能鋼基銅合金石墨復合材料，其特征在于：所述摩擦磨損試驗機工作時杠桿機構與旋轉機構之間自上而下放置上試樣和下試樣；杠桿機構為試驗過程中對上試樣提供下壓力，旋轉機構為試驗過程中對下試樣提供旋轉力矩；當驅動機構帶動轉軸轉動時，真空箱、杠桿機構和旋轉機構跟隨其同步轉動。