[發明專利]一種自潤滑減摩耐磨合金材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810114661.5
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108441744B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 肖逸鋒;趙小峰;許艷飛;張乾坤;錢錦文;吳靚;歐艷;陳宇;李世哲;謝祎;吳芝華;李建飛
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C22C30/02
• 分類號: C22C30/02;C22C32/00;C22C1/02;C22C1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種自潤滑減摩耐磨合金材料及其制備技術。本發明加入質量百分比含量為20~25%的銅粉，16~20%的鎢鐵粉，10~15%的硅粉，8~12%的高碳鉻鐵粉，5~10%的石墨，5~10%的鍍銅二硫化鉬，鐵粉為余量，其制備過程如下：1）粉末配制；2）混合干燥；3）壓制成型；4）放樣抽氣；5）熔煉合金；6）合金澆鑄。本發明制備的合金摩擦系數小、自潤滑性能和耐磨性能良好，該合金在減摩耐磨領域，如高速軋輥上具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種自潤滑減摩耐磨合金材料及其制備方法。

具體涉及一種自潤滑減摩耐磨的合金材料，其成分為銅粉、鐵粉、硅粉、鎢鐵粉、高碳鉻鐵粉、石墨、鍍銅二硫化鉬，其粉末按質量百分比加入20~25%的銅粉，16~20%的鎢鐵粉，10~15%的硅粉，8~12%的高碳鉻鐵粉，5~10%的石墨，5~10%的鍍銅二硫化鉬，鐵粉為余量的自潤滑減摩耐磨合金及其制備方法，屬于自潤滑減摩耐磨合金材料及其制備技術領域。

背景技術

全世界每年消耗的各類燃油總計約15 億噸，但能源有效利用率只有30%左右。據估計，摩擦和磨損消耗了全世界消費能源的30%~40%。摩擦作為物體運動中的自然現象，是人類認識自然、改造自然的過程中所面臨的老問題。通過改進潤滑技術，能有效地減少摩擦磨損所帶來的資源浪費，為全人類帶來巨大的經濟效益，尤其是在地球能源日益枯竭、全球氣候變化引起人們廣泛的憂慮的今天，節省資源更是有利于環境保護和資源合理利用。

液態潤滑(潤滑油、脂)是傳統的潤滑方式，也是應用最為廣泛的一種潤滑方式。但采用液體潤滑存在：高溫作用下添加劑難以與材料表面發生作用而形成接觸充分的邊界膜；隨溫度升高，潤滑劑粘性呈指數下降，承載能力下降；高溫環境下液態潤滑(潤滑油、脂)性能衰減等問題。因此，對于工況惡劣的場合，傳統的液體潤滑方法已難以滿足要求。此外，液體潤滑會增加成本，如切削加工中的切削液，德國、日本專家的研究表明：使用切削液的費用約占零件制造成本的16％。更為嚴重的是，使用液體潤滑會造成環境污染。自潤滑材料已成為潤滑領域的一類新材料，成為目前摩擦學領域的重要研究熱點。

固體自潤滑材料是在不額外添加潤滑油、潤滑脂的情況下改善表面摩擦狀態、減緩磨損的最有效的方法。固體自潤滑材料一般分為金屬基自潤滑材料、非金屬基自潤滑材料和陶瓷自潤滑材料。金屬基固體自潤滑復合材料作為固體潤滑材料的一種，可以在高溫、輻射和真空等苛刻環境中取代潤滑油脂，并且相對于聚合物基和陶瓷基固體自潤滑復合材料，金屬基固體自潤滑復合材料具有應用范圍廣和制備工藝相對簡單等優勢。

金屬基固體潤滑材料不僅具有基體金屬的良好機械強度，而且具有固體潤滑劑的優良特性，在工程領域獲得了較為成功的應用。具有優良高溫自潤滑性能的固體潤滑材料是動、熱、力機械及高溫傳動設備摩擦部件的主要候選材料之一。目前針對鎳鉻合金基高溫自潤滑材料的研究較多，而對銅基、鐵基及銅鐵基自潤滑耐磨材料的研究較少。因此，開發高溫鐵銅基自潤滑減摩耐磨材料具有重要意義。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供自潤滑減摩耐磨的合金材料及其制備方法。本發明制備的方法工藝簡單易控制、生產成本低廉且制備效率高。采用本發明的制備方法制備的自潤滑減摩耐磨合金材料具有優異力學性能，與現有技術相比，具有以下技術效果，其優化了對合金硬度要求較高和摩擦系數小且穩定不能兼得的難題，使其滿足了現代工業對材料減摩、耐磨性能更高要求的同時，又使零件避免遭受變質油的嚴重污染以及滿足了要求長期潤滑等部位的正常運行需要。

本發明為解決上述技術問題而采取的技術方案是：一種自潤滑減摩耐磨合金材料，其原料成分為銅粉、硅粉、鎢鐵粉、高碳鉻鐵粉、石墨粉、鍍銅二硫化鉬、鐵粉，其中粉末按質量比加入量為20~25%的銅粉，16~20%的鎢鐵粉，10~15%的硅粉，8~12%的高碳鉻鐵粉，5~10%的石墨，5~10%的鍍銅二硫化鉬，鐵粉為余量。