[发明专利]铜基石墨与锆粉末冶金复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及粉末冶金复合材料及其制备方法，特别涉及铜基石墨与锆粉末冶金复合材料及其制备方法。

背景技术

粉末冶金是制取金属或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。

目前，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。另外，部分用传统铸造方法和机械加工方法无法制备的材料和复杂零件也可用粉末冶金技术制造，因而备受工业界的重视。

广义的粉末冶金制品业涵括了铁石刀具、硬质合金、磁性材料以及粉末冶金制品等。狭义的粉末冶金制品业仅指粉末冶金制品，包括粉末冶金零件(占绝大部分)、含油轴承和金属射出成型制品等。

由于粉末冶金技术的优点，它已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。

目前，相关的铜基粉末冶金材料主要有高速轮轨列车用铜基粉末冶金多孔摩擦材料和铜基受电弓滑板材料，但是现有此类合金的拉伸性能较差，无法阻止合金中裂纹的扩张。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术的不足而提供拉伸性能好，能有效阻止合金中裂纹扩张的铜基石墨与锆粉末冶金复合材料及其制备方法。

本发明的铜基石墨与锆粉末冶金复合材料由以下重量百分比的物质组成：石墨5％-12％，锆0.5％-1％，钛0.8％-1.5％，铬2％-3％，铅1％-3％，锌5％-8％，锡4％-6％，余量为铜。

优选的，铜基石墨与锆粉末冶金复合材料由以下重量百分比的物质组成：石墨6％-10％，锆0.6％-0.8％，钛0.9％-1.2％，铬2.2％-2.8％，铅1.5％-2.5％，锌6％-7％，锡4.5％-5.5％，余量为铜。

更优选的，铜基石墨与锆粉末冶金复合材料由以下重量百分比的物质组成：石墨8％，锆0.7％，钛1.0％，铬2.5％，铅2％，锌6.5％，锡5％，余量为铜。

优选的，铜基石墨与锆粉末冶金复合材料的组成物质的粉末粒径如下：石墨200目，锆150目，钛150目，铬100目，铅100目，锌200目，锡200目，铜150目。

铜基石墨与锆粉末冶金复合材料的制备方法，包括以下步骤：

a：按照材料的重量百分比将其混合均匀；

b：在100-150吨压力下压制成型，然后在氮气保护条件下于600-900℃温度下烧结8-10小时，再次压力成型即可。

优选的，在150吨压力下压制成型。

优选的，在氮气保护条件下于800℃温度下烧结9小时。

有益效果：

1、本发明加入了钛粉末，在烧结过程中生成的TiC颗粒增强相，细化了合金晶粒，阻碍了合金中裂纹的扩张，从而提高了合金的性能。

2、本发明制备的铜基石墨与锆粉末冶金复合材料的拉伸性能好，并且其他性能如抗压强度、硬度和抗冲击值均较好，能够满足实际应用中的各项要求。

3、本发明的制备方法简单，操作方便调控，整体耗时短，制备成本低。

具体实施方式

实施例1

铜基石墨与锆粉末冶金复合材料由以下重量百分比的物质组成：石墨5％，锆0.5％，钛0.8％，铬2％，铅1％，锌5％，锡4％，余量为铜。

铜基石墨与锆粉末冶金复合材料的制备方法，包括以下步骤：

a：按照下述材料的重量百分比将其混合均匀：石墨5％，锆0.5％，钛0.8％，铬2％，铅1％，锌5％，锡4％，余量为铜；

b：在100吨压力下压制成型，然后在氮气保护条件下于600℃温度下烧结8小时，再次压力成型即可。

实施例2

铜基石墨与锆粉末冶金复合材料由以下重量百分比的物质组成：石墨12％，锆1％，钛1.5％，铬3％，铅3％，锌8％，锡6％，余量为铜。

铜基石墨与锆粉末冶金复合材料的制备方法，包括以下步骤：

a：按照下述材料的重量百分比将其混合均匀：石墨12％，锆1％，钛1.5％，铬3％，铅3％，锌8％，锡6％，余量为铜；

b：在150吨压力下压制成型，然后在氮气保护条件下于700℃温度下烧结10小时，再次压力成型即可。

实施例3