[發(fā)明專利]一種新型鈦鋁基自潤滑材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911036120.6
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110629097A
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顏彬;楊麗穎;王守仁;孫正;王啟蒙
• 申請（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C32/00;C22C1/05;C22C1/10
• 代理公司: 37240 濟(jì)南譽(yù)豐專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè))
• 代理人: 趙鳳

本發(fā)明公開了一種新型鈦鋁基自潤滑材料及其制備方法。該合金材料由Ti、Al、Cr、Nb、Ag、MoS₂、CeF₃ 粉末熱壓燒結(jié)而成。由下述按摩爾質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Ti48Al2Cr2Nb，再按質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%、12%、18%稱取Ag、MoS₂、CeF₃組成的復(fù)合固體潤滑劑。與普通的鈦鋁基合金相比，本發(fā)明所述的新型鈦鋁基自潤滑材料中加入一定量的復(fù)合固體潤滑劑從而可以得到一種在較寬的溫度下有較好的自潤滑效果的自潤滑材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬粉末冶金復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及了一種新型鈦鋁基自潤滑材料及其制備方法。

背景技術(shù)

鈦鋁合金作為一種新型的復(fù)合材料，具有密度小、比強(qiáng)度高、疲勞強(qiáng)度高、高溫抗氧化能力強(qiáng)等特點(diǎn)，目前在航空發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)葉片、低壓渦輪葉片和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等方面取得了一定應(yīng)用，在減輕發(fā)動(dòng)機(jī)重量效果上十分明顯，其在航空航天領(lǐng)域具有重要的研究和應(yīng)用價(jià)值，雖然鈦鋁合金具有以上優(yōu)點(diǎn)，但是鈦鋁合金在干摩擦的環(huán)境下時(shí)，摩擦學(xué)性能較差，這極大地制約了鈦鋁合金的實(shí)際工程應(yīng)用，因此急需開發(fā)出一種摩擦學(xué)性能良好的新型鈦鋁基自潤滑材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種摩擦學(xué)性能優(yōu)異的新型鈦鋁基自潤滑材料及其制備方法。

上述的材料以摩爾質(zhì)量比分別稱取48%Ti、48%Al、2%Cr、2%Nb，再按質(zhì)量分?jǐn)?shù)稱取1%-10%Ag、1%-10%MoS₂、1%-10%CeF₃。

上述方案中：鈦鋁基合金粉末的平均粒度為300目，Ag的的純度99.99%，0.2μm；MoS₂的純度99.5%、1μm；CeF₃粉墨99.99%。

上述新型自潤滑材料的制備方法，包括以下幾個(gè)步驟

（1）混合粉末的制備

分別稱量好制備新型復(fù)合材料所需的各金屬粉末，然后將稱量后的所有粉末均勻的混合在一起，再放入球磨罐中球磨4小時(shí)，球磨時(shí)球墨罐中充入氫氣保護(hù)，球料比10：1，轉(zhuǎn)速為260r/min，轉(zhuǎn)6min停4min；

（2）混合粉末的冷壓

將步驟（1）中球磨后的粉末到入事先準(zhǔn)備好的石墨模具中，進(jìn)行冷壓處理；

（3）材料的燒結(jié)

把步驟（2）冷壓后的粉末放入真空熱壓燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)。壓力30mpa，真空度10^-1pa；

以10℃/min從室溫升至600℃，保溫25min；600℃-900℃，升溫速率5℃/min，保溫15min；900℃-1200℃，升溫速率為5℃/min，保溫時(shí)間為30min；最后隨爐冷卻出爐，得到燒結(jié)后工件；

（4）將步驟（3）所制備的毛坯進(jìn)行表面磨削、去毛刺處理。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：采用鈦鋁合金作為基體，在粉末中添加Cr、Nb元素，可提高合金的力學(xué)性能；添加Ag、MoS₂、CeF₃復(fù)合潤滑相作為固體潤滑相，改善鈦鋁合金材料的摩擦學(xué)性能；從而所制備的材料不但具有輕質(zhì)、力學(xué)性能優(yōu)異而且在寬溫域有較好的自潤滑性能。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1