[發明專利]含多元潤滑相TiAl基自潤滑復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810813792.2
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN108893645B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 鄒芹;李艷國;關勇;成照楠;黨賞;羅文奇;袁東方
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;C22C1/05;C22C26/00;C22C32/00;C22C29/00
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 劉陽

一種含多元潤滑相TiAl基自潤滑復合材料及其制備方法，屬于復合材料技術領域。含多元潤滑相TiAl基自潤滑復合材料，其化學成分的質量百分比為：TiC_x：10?30wt.％、Ti₃SiC₂和OLC混合物：10?30wt.％、Cr：1?5wt.％，其余為Ti粉和Al粉；所述TiC_x中0.4≤x≤1.1；其制備方法為：把上述成分進行球混，制得混合粉末；然后進行烘干、預壓成型；燒結、拋光。本發明制得的TiAl基自潤滑復合材料不僅具有較低的高低溫摩擦系數和磨損率，而且具有高承載、高強度等性能，適用于批量化生產自潤滑軸承等材料。

技術領域

本發明涉及復合材料技術領域，尤其涉及一種含多元潤滑相TiAl基自潤滑復合材料及其制備方法。

背景技術

隨著機械行業的迅速發展，TiAl合金被廣泛應用到很多領域中，但TiAl合金的高摩擦系數和磨損量限制了其廣泛應用。為了改善TiAl合金的摩擦磨損性能，章橋新等人發明了一種TiAl-石墨烯-Ti₃SiC₂自潤滑復合材料，所制得復合材料純度高、晶粒細小、致密度高，且具有優良的力學性能和摩擦學性能[章橋新，徐增師，史曉亮，等.一種TiAl-石墨烯-Ti₃SiC₂自潤滑復合材料及其制備方法[P].湖北：CN103882257A，2014]；史曉亮等人發明一種含有Ti₃SiC₂、Ti₂AlC和C三元復合潤滑相和增強相TiC的TiAl金屬間化合物基固體自潤滑復合材料。合成的自潤滑復合材料致密度高、摩擦學性能好、工藝參數穩定，制備過程快捷簡單，易操作[史曉亮，彭美超，章橋新，等.一種TiAl金屬間化合物基固體自潤滑復合材料及其制備方法[P].湖北：CN102492871A，2012]；Zhai W等人則通過添加不同含量的Ti₃SiC₂和MoS₂潤滑相制備TiAl基自潤滑復合材料(TMC)。研究表明，添加10wt.％(Ti₃SiC₂-MoS₂)潤滑相的TMC由于摩擦表面產生獨特的分層結構具有良好的摩擦學性能[Zhai W,Shi X,WangM,et al.Friction and Wear Properties of TiAl-Ti₃SiC₂-MoS₂Composites Preparedby Spark Plasma Sintering[J].Tribology Transactions,2014,57(3):416-424]。然而，在溫度發生較寬范圍的變化后，一般潤滑劑易發生失效，因此制備一種在較寬溫度變化范圍內都能產生自潤滑效果的TiAl基自潤滑復合材料勢在必行。

發明內容

本發明的目的是提供一種含多元潤滑相TiAl基自潤滑復合材料及其制備方法，多元潤滑相TiAl基自潤滑復合材料不僅具有較低的高低溫摩擦系數和磨損率，而且具有高承載、高強度等性能，適用于批量化生產自潤滑軸承等材料。

本發明的技術方案為：

一種含多元潤滑相TiAl基自潤滑復合材料，其化學成分的質量百分比為：TiC_x：10-30wt.％、Ti₃SiC₂和OLC(碳納米蔥)混合物：10-30wt.％、Cr：1-5wt.％，其余為Ti粉和Al粉；所述TiC_x中0.4≤x≤1.1。

所述Ti₃SiC₂和OLC混合物中，Ti₃SiC₂和OLC(碳納米蔥)的質量比為3:1；所述復合材料中Ti和Al摩爾比為1:0.85-0.95。