[发明专利]抗咬合烧结材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种抗咬合烧结材料及其制备方法和应用。所述抗咬合烧结材料包括基体烧结材料，基体烧结材料具有孔隙，其体积孔隙率为7‑25%，所述抗咬合烧结材料还包括填充材料，填充材料熔渗在基体烧结材料的孔隙中，熔渗的深度≥0.3mm，所述填充材料的成分中聚苯硫醚重量分数≥70%。本发明通过在基体烧结材料的孔隙中熔渗聚苯硫醚等填充材料，填充材料的膨胀系数大于烧结材料的膨胀系数，由此烧结材料制成的零件在相对运动产生热量时，填充材料受热膨胀从而溢出到摩擦面，形成填充材料微层，摩擦面的接触面由金属面‑金属面改变为金属面‑非金属微层，可以阻止摩擦面产生粘着（冷焊），从而提高烧结材料/零件的抗咬合能力。

技术领域

本发明属于粉末冶金烧结材料领域，尤其是涉及抗咬合烧结材料及其制备方法和应用。

背景技术

粉末冶金工艺作为常见的金属成型方式，具有材料利用率高、可批量模压成形、生产效率高等特点，其产品已经在机械、航空等领域中得到了广泛应用。在粉末冶金材料中，用量最大，用途最广的是铁基材料。在机械工作时，两个具有相对运动的零件，形成摩擦副。两零件接触时，在微观上，总是只有局部的接触。在一定的载荷下，真实接触面上的润滑膜等被挤破，两个零件的金属面直接接触，两接触面的原子就会因原子的键合作用而产生粘着（冷焊）,这种现象叫做咬合，在高速运转或重载运转时，咬合现象容易产生。在随后的继续滑动中，粘着点被剪断并转移到一方金属表面，脱落下来便形成磨屑，造成零件表面的擦伤、磨损，甚至出现咬死的现象。所谓咬死，是由于接触面出现严重的粘着（冷焊），导致两个相对运动的零件，在动力未停止的情况下，突然停止相对运动。

另外，机械零件工作时，由于受到力的作用，由于烧结材料存在着空隙，在零件受到挤压时，容易发生塑性变形，零件的尺寸和精度就会降低，因此对材料的使用性能产生影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗咬合烧结材料及其制备方法和应用，以解决现有技术中烧结材料易磨损和咬合的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种抗咬合烧结材料，包括基体烧结材料，所述基体烧结材料具有孔隙，基体烧结材料的体积孔隙率为7-25%，还包括填充材料，所述填充材料熔渗在基体烧结材料的孔隙中，熔渗的深度≥0.3mm，所述填充材料的成分中聚苯硫醚重量分数≥70%。

进一步方案，所述填充材料还包括聚醚醚酮和/或尼龙。

进一步方案，所述基体烧结材料为铁基烧结材料或铜基烧结材料。

本发明的第二个目的是提供上述抗咬合烧结材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备基体烧结材料：按重量比称取原料，经过混料、压制、烧结，制备得基体烧结材料；

（2）粉体涂覆：通过涂覆方式将填充材料涂覆到基体烧结材料的表面，形成填充材料粉层，得到试样；

（3）熔渗工序：将试样放在310-370℃的温度中，真空或惰性气氛环境下保温，使填充材料熔渗到基体烧结材料的孔隙中，得到抗咬合烧结材料，所述的惰性气氛为氮气或氩气气氛。

进一步方案，所述步骤（2）中填充材料粉层的厚度为0.06-6mm。

进一步方案，所述步骤（1）中原料为铁粉、润滑剂、石墨、粘结剂，铜粉、镍粉、钼粉中的至少一种。

进一步方案，所述步骤（2）中涂覆方式为静电喷涂、液态涂刷或粉片覆盖。

进一步方案，所述步骤（3）中保温的方式为：在惰性气氛或真空环境中保温10-120min。

进一步方案，所述步骤（3）中保温的方式为：先放入真空环境中保温3-100min，然后再冲入惰性气体，继续保温到3-100min。