[发明专利]一种耐磨减摩铝基复合材料

说明书

本发明公开一种耐磨减摩铝基复合材料，属于金属基复合材料技术领域。本发明所述铝基复合材料由以下原料经过球磨、压制、烧结后得到，所述原料及其质量百分比为铝或铝合金基体60%、碳化硅颗粒10%~30%、六方氮化硼颗粒10~30%。本发明解决了传统耐磨材料在使用过程中摩擦系数大不利于在无润滑油的条件下长期使用的问题；所述铝基复合材料通过碳化硅与六方氮化硼的协同作用可以同时提高材料的耐磨性与减摩性，使铝基复合材料具有高耐磨性，低摩擦系数的优良综合性能。

技术领域

本发明涉及一种耐磨减摩铝基复合材料，属于复合材料开发领域。

背景技术

铝及铝合金基复合材料是近现代科学发展需求而涌现出的具有强大生命力的材料。铝在制作复合材料上有许多特点，如质量轻、密度小、可塑性好，铝基复合技术容易掌握，易于加工等；此外，铝基复合材料比强度和比刚度高，高温性能好，更耐疲劳和更耐磨，阻尼性能好，热膨胀系数低；同其他复合材料一样，它能组合特定的力学和物理性能，以满足产品的需要。因此，铝基复合材料已成为金属基复合材料中最常用的、最重要的材料之一；但与铸钢和铸铁相比铝的强度硬度较低耐磨性较差，因此限制了其在耐磨材料上的应用。

传统的耐磨材料一般是加入耐磨颗粒，这种材料在使用过程中耐磨颗粒由于硬度高可以对相互接触的材料表面起到支撑作用，减小接触面积，因此可以提高材料的耐磨性。但由于自身材料中并无润滑相，特别是在无润滑油的条件下摩擦系数较大不利于材料的长期使用，由于摩擦引起的摩擦能耗和导致表面材料的不断损耗或转移，即形成磨损；使零件的表面形状与尺寸遭到缓慢而连续破坏从而导致精度、可靠性下降，效率降低直至破坏。

发明内容

本发明的目的在于解决传统颗粒增强耐磨材料在使用过程中，特别是无润滑的条件下摩擦系数较大，不利于长期使用的问题，提供一种耐磨减摩铝基复合材料，该复合材料由以下原料经过球磨、压制、烧结后得到，所述原料及其质量百分比为铝或铝合金基体60%、碳化硅颗粒10%~30%、六方氮化硼颗粒10~30%。

优选的，本发明所述铝或铝合金基体的纯度≥99.9%，粒径为10~100μm；碳化硅的纯度≥99%，粒径10~50μm；六方氮化硼的纯度≥99.9%，粒径10~50μm。

优选的，本发明所述烧结的条件为：在惰性气体保护下于450~600℃烧结1~4h。

本发明所述球磨为常规方法，使三种原料混合均匀即可，压制过程也为常规过程，一般使用冷压成型，压力为300MPa。

本发明所述铝合金基体为常规的铝合金，例如A356或A360铝合金。

本发明所述碳化硅颗粒可作为摩擦过程中的有效承载体，减少表层金属的流动，但当碳化硅含量增加时与之配对的材料的磨损量也增加了，因而对于摩擦系统整体而言，这是不利于其寿命延长的，将六方氮化硼自润滑相加入到基体金属时，由于它能在磨损过程涂覆于对摩面上，改变了摩擦副的接触形式，所以显著降低了摩擦系数，两对摩面间形成自润滑膜而减少了配对材料的直接接触面积，因此可以降低对配偶件的磨损，可以获得配对良好的摩擦副，提高材料的使用寿命。

本发明的有益效果：

本发明解决了传统耐磨材料在使用过程中摩擦系数大不利于在无润滑油的条件下长期使用的问题；所述铝基复合材料通过碳化硅与六方氮化硼的协同作用可以同时提高材料的耐磨性与减摩性，使铝基复合材料具有高耐磨性，低摩擦系数的优良综合性能。

附图说明

图1是本发明耐磨减摩铝基复合材料的组织结构示意图；

图1中：1-铝合金基体，2-耐磨颗粒碳化硅，3-自润滑相六方氮化硼。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。