本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種自潤(rùn)滑銅合金粉末復(fù)合材料及制備方法，包括有鐵合金基體、鐵合金層和銅合金層；鐵合金基體中各組成中必須含有銅，其余為鐵及其它組成材料；鐵合金層中各組成為銅、石墨、錫、其它材料及余量的鐵；銅合金層中各組成為鎳、二硫化鉬、錫、鐵、其它材料及余量的銅。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及金屬自潤(rùn)滑復(fù)合材料，具體是指一種鐵合金基體自潤(rùn)滑銅合金粉末復(fù)合材料及制備方法。
技術(shù)介紹
自潤(rùn)滑銅合金粉末冶金零件在汽車(chē)、工程機(jī)械等行業(yè)具有廣泛的用途。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，高速度、大載荷的需求對(duì)自潤(rùn)滑銅合金提出了更高的性能要求。由于現(xiàn)使用的銅合金結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、硬度較低，很難適應(yīng)現(xiàn)工業(yè)的需要。現(xiàn)使用的具有自潤(rùn)滑的銅合金基本上以青銅合金為主，但這類(lèi)材料的相對(duì)密度低，其抗拉強(qiáng)度、硬度均較低，同時(shí)含有大量的鉛， 不僅對(duì)人體有害而且對(duì)環(huán)境的污染較大。近年來(lái)，各國(guó)對(duì)環(huán)保方面的要求越來(lái)越嚴(yán)格，特別是鉛的使用受到嚴(yán)格的限制，使得各制造行業(yè)廣泛使用的含鉛制品必須更換為新的無(wú)鉛材料配方，以適應(yīng)環(huán)保的要求。現(xiàn)已經(jīng)有技術(shù)提出，采用以鐵合金為基體，外設(shè)置有銅合金層以實(shí)現(xiàn)自潤(rùn)滑功能的低含鉛材料配方技術(shù)，該技術(shù)方案因?yàn)殍F合金基體能夠滿(mǎn)足抗拉強(qiáng)度及硬度高的特點(diǎn)， 并因?yàn)殂~合金層的厚度較薄，僅起到自潤(rùn)滑作用即能夠?qū)崿F(xiàn)各零件的性能。而且這一工藝材料中的鉛的含量較低，一般低于原料質(zhì)量百分組成的O. 1%，以實(shí)現(xiàn)低鉛要求。但在這一工藝中，鐵合金基體中必須含有一定量的銅，以便于在燒結(jié)過(guò)程中，銅合金層的銅經(jīng)過(guò)渡層向鐵合金基體中擴(kuò)散，以形成更好的結(jié)合層。一般情況下，鐵合金基體中銅的質(zhì)量百分含量的數(shù)值不能低于銅合金層中銅的質(zhì)量百分含量的數(shù)值的十分之一。因?yàn)槿舻陀谶@一比例， 在燒結(jié)過(guò)程中，鐵合金基體和銅合金層之間的過(guò)渡層中，會(huì)有明顯的分層現(xiàn)象，降低銅合金層的強(qiáng)度，降低最終產(chǎn)品的使用壽命。而且鐵合金基體中使用大量的銅材料，增加最終產(chǎn)品的成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的是提供一種自潤(rùn)滑銅合金粉末復(fù)合材料，在保證零件使用性能的前提下，降低生產(chǎn)成本。本專(zhuān)利技術(shù)是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種自潤(rùn)滑銅合金粉末復(fù)合材料，包括有鐵合金基體(I)、鐵合金層(2)和銅合金層⑶；所述鐵合金基體(I)中各組成的質(zhì)量百分含量中必須含有3% _5%的銅，其余為鐵及其它組成材料；所述鐵合金層(2)中各組成的質(zhì)量百分含量為，8%-12%的銅，1.的石墨，1. 5% -2. 5%的錫，低于I %的其它材料，余量為鐵；所述銅合金中各組成的質(zhì)量百分含量為，8% -10%的鎳，1. 1% -2.0%的二硫化鑰，5% -8%的錫，5% -8%的鐵，低于I %的其它材料，余量為銅。在所述鐵合金基體(I)和鐵合金層(2)結(jié)合處以及鐵合金層(2)和銅合金層(3)結(jié)合處經(jīng)燒結(jié)后存在過(guò)渡層。所述銅合金層(3)的厚度為O. 2-2毫米。所述鐵合金層(2)的厚度為銅合金層厚度的1-4倍。—種自潤(rùn)滑銅合金粉末復(fù)合材料制備方法，所述復(fù)合材料包括有鐵合金基體(I)、 鐵合金層(2)和銅合金層(3)；步驟1、分別制備鐵合金基體I溫壓粉末、鐵合金層2溫壓粉末和銅合金層3溫壓粉末；步驟2、按鐵合金基體I的材料配比，將銅粉、鐵粉和粘結(jié)劑PVP共同經(jīng)混料機(jī)混料 5-10分鐘，然后加入石墨粉和潤(rùn)滑劑PEG，再經(jīng)5-10分鐘混合得到混合粉末A ；按鐵合金層2的材料配比，將銅粉、錫粉、其它材料、鐵粉及粘結(jié)劑PVP經(jīng)混料機(jī)混料5-10分鐘然后加入石墨粉和潤(rùn)滑劑PEG后再經(jīng)5-10分鐘混合得到混合粉末B ；按銅合金層3的材料配比，將鎳粉、錫粉、鐵粉、銅粉分別在O.1MPa壓力下氨保護(hù)氣氛中于200°C保溫2小時(shí)去應(yīng)力回火，再加入粘結(jié)劑PVP經(jīng)混料機(jī)混料5-10分鐘后加入石墨粉、二硫化鑰粉和潤(rùn)滑劑PEG，再經(jīng) 5-10分鐘混料得混合粉末C ；步驟3、將粉末A、粉末B和粉末C分別在50°C溫度下干燥。然后過(guò)80目篩，篩下物分別為鐵合金基體I溫壓粉末、鐵合金層2溫壓粉末和銅合金層3溫壓粉末；步驟4、向模具中首先裝入鐵合金基體I溫壓粉末，然后裝入鐵合金層2溫壓粉末， 最后裝入銅合金層3溫壓粉末，一次壓制成坯，壓制壓力為750-850MPa，模具溫度為110°C， 各粉末溫度為135°C ；步驟5、將壓坯在O. 1-0. 15MPa氨保護(hù)氣中，以1080±5°C _1150±5°C燒結(jié)10-25 分鐘，然后將燒結(jié)坯體在模具中整形，整形壓力為650MPa-700MPa，然后分兩部勻速降溫， 第一步為1100°C _650°C，第二步為650°C -300°C，第一步的降溫速率為第二步降溫速率的 80% ;然后自然冷卻到常溫。本專(zhuān)利技術(shù)同現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是1、本專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)采用三層結(jié)構(gòu)，減少了銅的使用量，顯著的降低了最終產(chǎn)品的成本。2、本專(zhuān)利技術(shù)采用石墨和二硫化鑰代替鉛，使銅合金層在保持良好的自潤(rùn)滑性能的同時(shí)，不再使用鉛元素，減少了對(duì)人體和環(huán)境的損害。具體實(shí)施方式下面詳細(xì)描述本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例，下面描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本專(zhuān)利技術(shù)，而不能解釋為對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的限制。一種自潤(rùn)滑銅合金粉末復(fù)合材料，包括有鐵合金基體(I)、鐵合金層(2)和銅合金層⑶；所述鐵合金基體(I)中各組成的質(zhì)量百分含量中必須含有3% _5%的銅，其余為鐵及其它組成材料；所述鐵合金層(2)中各組成的質(zhì)量百分含量為，8%-12%的銅，1.的石墨，1. 5% -2. 5%的錫，低于I %的其它材料，余量為鐵；所述銅合金中各組成的質(zhì)量百分含量為，8% -10%的鎳，1. 1% -2.0%的二硫化鑰，5% -8%的錫，5% -8%的鐵，低于I %的其它材料，余量為銅。在所述鐵合金基體(I)和鐵合金層(2)結(jié)合處以及鐵合金層(2)和銅合金層(3) 結(jié)合處經(jīng)燒結(jié)后存在過(guò)渡層。所述銅合金層(3)的厚度為O. 2-2毫米。所述鐵合金層(2)的厚度為銅合金層厚度的1-4倍。—種自潤(rùn)滑銅合金粉末復(fù)合材料制備方法，所述復(fù)合材料包括有鐵合金基體(I)、 鐵合金層(2)和銅合金層(3)；步驟1、分別制備鐵合金基體I溫壓粉末、鐵合金層2溫壓粉末和銅合金層3溫壓 粉末；步驟2、按鐵合金基體I的材料配比，將銅粉、鐵粉和粘結(jié)劑PVP共同經(jīng)混料機(jī)混料 5-10分鐘，然后加入石墨粉和潤(rùn)滑劑PEG，再經(jīng)5-10分鐘混合得到混合粉末A ；按鐵合金層2的材料配比，將銅粉、錫粉、其它材料、鐵粉及粘結(jié)劑PVP經(jīng)混料機(jī)混 料5-10分鐘然后加入石墨粉和潤(rùn)滑劑PEG后再經(jīng)5-10分鐘混合得到混合粉末B ；按銅合金層3的材料配比，將鎳粉、錫粉、鐵粉、銅粉分別在O.1MPa壓力下氨保護(hù) 氣氛中于200°C保溫2小時(shí)去應(yīng)力回火，再加入粘結(jié)劑PVP經(jīng)混料機(jī)混料5-10分鐘后加入 石墨粉、二硫化鑰粉和潤(rùn)滑劑PEG，再經(jīng)5-10分鐘混料得混合粉末C ；步驟3、將粉末A、粉末B和粉末C分別在50°C溫度下干燥。然后過(guò)80目篩，篩下 物分別為鐵合金基體I溫壓粉末、鐵合金層2溫壓粉末和銅合金層3溫壓粉末；步驟4、向模具中首先裝入鐵合金基體I溫壓粉末，然后裝入鐵合金層2溫壓粉末， 最后裝入銅合金層3溫壓粉末，一次壓制成坯，壓制壓力為750-850MPa，模具溫度為110°C， 各粉末溫度為135°C ；步驟5、將壓坯在O. 1-0. 15MPa氨保護(hù)氣中，以1080±5°C _1150±5°C燒結(jié)10-25 分鐘，然后將燒結(jié)坯體在模具中整形，整形壓力為650MPa-700MPa，然后分兩部勻速降溫， 第一步為1100°C _650°C，第二步為650°C -300°C，第一步的降溫速率為第二步降溫速率的 80% ;然后自然冷卻到常溫。在本發(fā)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種自潤(rùn)滑銅合金粉末復(fù)合材料，其特征在于：包括有鐵合金基體(1)、鐵合金層(2)和銅合金層(3)；所述鐵合金基體(1)中各組成的質(zhì)量百分含量中必須含有3％?5％的銅，其余為鐵及其它組成材料；所述鐵合金層(2)中各組成的質(zhì)量百分含量為，8％?12％的銅，1.1％?1.5％的石墨，1.5％?2.5％的錫，低于1％的其它材料，余量為鐵；所述銅合金中各組成的質(zhì)量百分含量為，8％?10％的鎳，1.1％?2.0％的二硫化鉬，5％?8％的錫，5％?8％的鐵，低于1％的其它材料，余量為銅。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳敏，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：陳敏，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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