[发明专利]一种镍元素改性铜基石墨自润滑模具导向板的制备方法

说明书

本发明公开了一种镍元素改性铜基石墨自润滑模具导向板的制备方法，先将鳞片石墨粉末进行清洗、敏化、活化、还原、干燥处理；然后采用化学镀覆法，将鳞片石墨粉末置于镀液中，在石墨表面镀覆镍金属层；然后将鳞片石墨粉末与金属粉末倒入模具，进行冷压、烧结、复压和复烧处理，待冷却脱模后得到铜基石墨自润滑模具导向板。本发明可有效提高复合材料界面强度，同时提高了复合材料硬度，抗弯强度等力学性能和抗磨损性能，保证了使用寿命。

技术领域

本发明属于自润滑复合材料制备技术领域，具体涉及一种汽车制造的镍元素改性铜基石墨自润滑模具导向板的制备方法。

背景技术

模具导向板是模具上关键的导向、定位零件，目前，国内外汽车模具行业中的大、中型冲压模具导向零件都采用锡青铜、铅青铜、铝青铜等铜合金或与抗冲击性能好的低碳钢结合，通过粉末冶金工艺制备铜钢双金属材料来制作模具导向板，由于模具导向板在汽车覆盖件模具上的用量很大，平均每套模具需要铜合金20Kg～30Kg。在导向过程中，导向板受到冲击磨损，难以修复从而失效成为废铜板，造成了极大的浪费。而采用铜基石墨自润滑材料制备出来的模具导向板很好的解决了这些问题，能够大大提高材料的服役寿命。

铜基石墨自润滑材料是通过粉末冶金直接进行成型，具有优秀的减摩性、耐磨损和耐腐蚀性能的新型材料。利用铜合金优秀的塑性和冲击韧性，与减摩性能优秀的石墨相结合，既可以减少铜材的用量，节省成本，同时还能通过石墨降低材料磨损率，增加模具导向板的使用寿命。

但是，随着高精密模具对导板性能要求的提高，现有的导板材料和成形方法已不能满足生产需求，模具导向板向着高精密、高强度方向发展。同时，对于铜基石墨自润滑复合材料来说，但由于铜基体和石墨完全不润湿，界面仅为机械结合，结合强度较低，当材料整体承受载荷时，容易造成石墨相的拔出、剥落，制约了铜基石墨自润滑复合材料性能，限制了材料的推广和服役寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种镍元素改性铜基石墨自润滑模具导向板的制备方法，提高复合材料的抗磨损性能，保证模具导向板的服役使用寿命。

本发明采用以下技术方案：

一种镍元素改性铜基石墨自润滑模具导向板的制备方法，先将鳞片石墨粉末进行清洗、敏化、活化、还原、干燥处理；将鳞片石墨粉末置于镀液中，在石墨表面镀覆镍金属层；然后将鳞片石墨粉末与金属粉末倒入模具，进行冷压、烧结、复压和复烧处理，待冷却脱模后得到铜基石墨自润滑模具导向板。

具体的，化学镀液为20g/L的NiSO₄·5H₂O、15g/L的NaH₂PO₂·H₂O、15g/L的Na₃C₆H₅O₇·2H₂O和16g/L的NH₄Cl的混合溶液，NiSO₄·5H₂O：NaH₂PO₂·H₂O：Na₃C₆H₅O₇·2H₂O：NH₄Cl的体积比为1:1:(0.8～1):(0.8～1)，水浴温度为75～80℃，搅拌60～70min，在pH值为10～13的碱性环境下反应，然后将所得产物抽滤、干燥得到镀镍石墨粉末。

具体的，利用浓度18～22wt.％的NaOH溶液清洗鳞片石墨粉末。

进一步的，鳞片石墨粉末的粒径为42～46μm、粒度为325目、纯度为98～99.5％。