[发明专利]一种高耐磨铜基材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高耐磨铜基材料及其制备方法，高耐磨铜基材料由锡青铜粉、氮化硼和强化相组成。本发明的材料克服了铜‑氮化硼界面不润湿的问题，制得的复合材料具有电阻率低，抗冲击性能好，摩擦系数小，抗弯强度高，硬度高等优点，兼有传统的锡青铜基滑板材料的强度高电阻率低和氮化硼润滑性能好两者的优点，同时制备工艺简单，工艺过程易于控制，没有污染，适用于批量生产。

技术领域

本发明涉及一种新型的高耐磨铜基材料及其制备方法，特别涉及一种可用于制备新型电力机车受电弓滑板的高耐磨铜基材料及其制备方法。

背景技术

随着我国高速铁路的快速发展，作为高速列车最重要的集电元件，受电弓滑板的用量越来越大，因此对滑板材料的要求不断的提高。

滑板的发展趋势以碳纤维滑板、碳纤维滑板以及带有自润滑和它润滑功能的金属基复合材料、非金属基复合材料为主。石墨/铜复合材料由于具有较高的强度、良好的导电导热性、减磨耐磨性、耐腐蚀等一系列优点，在受电弓滑板材料中发挥着重要的作用。但国内外在C/Cu复合材料研究方面仍然存在很多实际应用上的问题没有得到满意的解决，主要由于石墨属于软质相，粘合性较强使得其彼此之间很容易团聚，再者由于石墨的平行层状结构，在与铜粉的混合过程中不易均匀，且产生偏析，需要对石墨表面进行改性处理以提高界面强度，如化学法、电镀法等。即便如此，但是还存在以下缺点：(1)制备过程复杂，能耗大(2)改性过程不易控制，生产效率低(3)产品致密度不高，孔隙率大。

因此，工艺简单、能耗小、产品组织均匀性好、致密高是铜基自润滑复合材料制备的发展方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高耐磨铜基材料。

本发明的另一个目的在于提供一种高耐磨铜基材料的制备方法。

本发明的再一个目的在于提供基于上述高耐磨铜基材料的受电弓滑板。

本发明所采取的技术方案是：

一种高耐磨铜基材料，由锡青铜粉、氮化硼和强化相组成，其体积比：V(锡青铜粉)：V(氮化硼)：V(强化相)＝(80-85)：(5-15)：(5-15)，强化相选自Cr₃C₂、Mo₂C、WC、Zn中的至少一种。

作为上述高耐磨铜基材料的进一步改进，V(锡青铜粉)：V(氮化硼)：V(强化相)＝(80-85)：(8-12)：(8-12)。

作为上述高耐磨铜基材料的进一步改进，强化相中各组元质量比为：W(Cr₃C₂)：W(Mo₂C)：W(WC)：W(Zn)＝(1-10)：(1-10)：(1-10)：(70-80)。

作为上述高耐磨铜基材料的进一步改进，强化相中各组元质量比为：W(Cr₃C₂)：W(Mo₂C)：W(WC)：W(Zn)＝(4-7)：(4-7)：(4-7)：(70-80)。

作为上述高耐磨铜基材料的进一步改进，锡青铜粉中，Sn的质量百分含量为7～13％。

一种高耐磨铜基材料的制备方法，高耐磨铜基材料的组成如上所述，其制备方法包括如下步骤：

1)将氮化硼和强化相粉末球磨混匀，加水混合，练泥，得到泥料；

2)将泥料干燥，800～1100℃保温焙烧完全，得到焙烧料；

3)将焙烧料球磨粉碎，与锡青铜粉末混合，加入聚丙烯酰胺溶液，练泥、干燥；

4)将粉料置于模具中，冷压成型，得到压坯；

5)将压坯升温至500～600℃预烧，之后升温至800～950℃焙烧，冷却后得到初烧结体；