本發(fā)明涉及粉末冶金
技術領域：
，尤其涉及一種銅銀基自潤滑復合材料及其制備方法。
背景技術：
：在現(xiàn)代工業(yè)生產中，機械設備中零件摩擦工作過程中，由于在各類不同條件下，摩擦零部件很少具有自潤滑功能，摩擦磨損時造成材料損耗的重要原因之一，通過使用潤滑材料，減少摩擦與磨損，以盡可能地減少無用的能量消耗，延長摩擦件的使用壽命，降低使用成本，節(jié)省能源等，是摩擦學者、潤滑工程師、設計者和工程師通過潤滑以達到減摩抗磨的理論與實例研究一直沒有停止過的。固體潤滑材料使用范圍寬、高負荷、超高真空、強氧化或還原、強輻射等苛刻環(huán)境條件中使用，顯著降低摩擦件的摩擦因數(shù)，減少或避零部件在運動時因接觸摩擦發(fā)生的磨損，延長其使用壽命。因此在機械部件減摩抗磨設計中，固體潤滑材料具有與零部件材料本身同等重要的地位，這種銅鉻基自潤滑復合材料廣泛用于電機或發(fā)電機中集電環(huán)和電刷等。含有固體潤滑劑(鈦硅碳)的銅銀基自潤滑材料兼具基體銅和固體潤滑劑的特性，而能夠被廣泛的應用于工業(yè)領域。鈦硅碳屬于密排六方結構，具有與石墨類似的層狀結構，層間非金屬原子通過較弱的范德華力結合，層內的金屬原子與非金屬原子通過共價鍵結合，層間具有較低的剪切強度，這樣造成層間易于滑移，使其能作為良好的固體潤滑劑，耐高溫，強度大，穩(wěn)定性好，能在大負荷、真空等苛刻工況條件下使用?；谏鲜鎏攸c，本發(fā)明提供的銅銀基自潤滑復合材料具有良好的耐磨損性能及環(huán)境適應性。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明旨在提供一種銅銀基自潤滑復合材料及其制備方法，以提高復合材料的機械性能，耐磨損性能及環(huán)境適應性。本發(fā)明采用如下技術方案：本發(fā)明的銅銀基自潤滑復合材料是由以下的重量百分比的原料組成：銅粉為75％～85％、銀粉為2％～10％、鈦硅碳為9％～20％。優(yōu)選：銅粉為80％、銀粉為3％、鈦硅碳為17％。優(yōu)選：銅粉為80％、銀粉為5％、鈦硅碳為15％。銅粉、銀粉、鈦硅碳其純度大于99％，粒度小于0.076mm。制備本發(fā)明的銅銀基自潤滑復合材料的方法采用粉末冶金工藝，該方法的具體步驟如下：(1)配料：按重量百分比配比稱取銅粉、銀粉、鈦硅碳粉；(2)混料：將步驟(1)配好的料在球磨機中混合均勻；(3)放電等離子燒結：將球磨好的料放入模具中，壓制成型，通氬氣，然后程序升溫至燒結溫度，保溫一段時間。步驟(3)中，所述壓制成型時的壓力為：35mpa～50mpa，程序升溫速率為70～90℃/min，燒結溫度750℃～900℃，保溫時間8～20min；步驟(3)中，所述壓制成型時的壓力優(yōu)選：40mpa，升溫速率為85℃/min，燒結溫度優(yōu)選850℃，保溫保壓優(yōu)選15min。本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供了一種適用于不同氣氛條件下的高性能固體自潤滑材料，本發(fā)明制備的銅銀基自潤滑材料具有優(yōu)異的物理和機械性能，其具有強度高，摩擦系數(shù)低，抗磨磨損性能好等優(yōu)點。本發(fā)明工藝簡單、可操作性強，成本相對較低，在機械制造及航空航天等工業(yè)領域具有廣泛用途。附圖說明圖1為實施例3制備的銅銀基自潤滑復合材料放大500倍的金相照片；圖2為實施例1、2、3、4所制備材料的室溫摩擦系數(shù)圖。具體實施方式下面結合附圖以及具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此。實施例1：制備一種銅銀基自潤滑復合材料，按化學成分按質量百分比為cu：80％、ag：3％、ti3sic2：17％，其制作步驟如下：(1)稱料：按化學成分按質量百分比為cu：80％、ag：3％、ti3sic2：17％進行稱料。(2)混料：將配好的原料組分一起加入球磨機中進行混料，球磨機轉速250r/min，混合時間12h。(3)放電等離子燒結：將步驟(1)混均勻的原料加入到模具中，壓力：40mpa，燒結溫度850℃，通氬氣，升溫速率為85℃/min，保溫保壓15min，即可得到成品。實施例2：制備一種銅銀基自潤滑復合材料，按化學成分按質量百分比為cu：80％、ag：5％、ti3sic2：15％。其制備步驟同實施例1。實施例3：制備一種銅銀基自潤滑復合材料，按化學成分按質量百分比為cu：80％、ag：7％、ti3sic2：13％。其制備步驟同實施例1。實施例4：制備一種銅銀基自潤滑復合材料，按化學成分按質量百分比為cu：80％、ag：9％、ti3sic2：11％。其制備步驟同實施例1。本實施例的自潤滑符合材料的密度為7.3321g/cm3，維氏硬度為120hv上述實施例1、2、3、4所制備的自潤滑復合材料進行力學性能測試，其結果如表1所示：表1實施例1、2、3、4所制備的自潤滑復合材料的性能參數(shù)序號硬度(hv)密度(g/cm3)實施例11036.6886實施例21337.0879實施例31207.3321實施例4927.5172摩擦學性能是在cetrrmt-2multi-specimentestsystem摩擦試驗機上進行的，實驗參數(shù)為載荷200g，轉速200r/min，時間30min，溫度為室溫。實施例5：制備一種銅銀基自潤滑復合材料，按化學成分按質量百分比為cu：80％、ag：3％、ti3sic2：17％，其制作步驟如下：(1)稱料：按化學成分按質量百分比為cu：80％、ag：3％、ti3sic2：17％進行稱料。(2)混料：將配好的原料組分一起加入球磨機中進行混料，球磨機轉速250r/min，混合時間12h。(3)放電等離子燒結：將步驟(1)混均勻的原料加入到模具中，壓力：40mpa，燒結溫度750℃，通氬氣，升溫速率為70℃/min，保溫保壓20min，即可得到成品。實施例6：制備一種銅銀基自潤滑復合材料，按化學成分按質量百分比為cu：80％、ag：3％、ti3sic2：17％，其制作步驟如下：(1)稱料：按化學成分按質量百分比為cu：80％、ag：3％、ti3sic2：17％進行稱料。(2)混料：將配好的原料組分一起加入球磨機中進行混料，球磨機轉速250r/min，混合時間12h。(3)放電等離子燒結：將步驟(1)混均勻的原料加入到模具中，壓力：40mpa，燒結溫度900℃，通氬氣，升溫速率為90℃/min，保溫保壓8min，即可得到成品。本發(fā)明所述的添加ti3sic2銅銀基自潤滑復合材料在常溫下具有優(yōu)異的力學性能，摩擦系數(shù)較小，磨損率較小，在常溫下具有優(yōu)良耐磨性能的同時實現(xiàn)了自潤滑；圖1的金相照片顯示了其微觀組織結構，如圖2可以看出實施例1、2、3、4的摩擦系數(shù)均較低，尤其是例3摩擦系數(shù)最低。盡管已經示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。當前第1頁12