[发明专利]一种含钛的铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法

说明书

本发明属于粉末冶金摩擦材料技术领域，公开了一种含钛的铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法，所述含钛的铜基粉末冶金摩擦材料按质量份数计，由电解铜粉30~45份、还原铁粉20~35份、钛粉15~25份、二硫化钼10~22份、二氧化硅8~15份、鳞片石墨粉6~14份、金属碳化物5~8份和铜纤维3~5份组成。本发明采用铜粉、铁粉和钛粉为原料，科学地设计材料的各种成分组成及配比，经过配料、球磨、干燥、制粒、成形、烧结等工艺成功制备了具有优异力学性能的含钛的铜基粉末冶金摩擦材料。同时，本发明根据实际工况需要，合理选择金属碳化物与其他原料进行搭配，发挥了该陶瓷摩擦组元的优势，提高了材料的综合摩擦磨损性能。

技术领域

本发明属于粉末冶金摩擦材料技术领域，尤其涉及一种含钛的铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法。

背景技术

目前，粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(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，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。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。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，备受工业界的重视。但是，随着负荷和速度的不断提升，原有铜基粉末冶金摩擦材料逐渐出现磨损加剧、摩擦系数不稳定和高温摩擦性能差等缺点。

钛是一种稀有金属，在自然界中其存在分散并难于提取。但其相对丰富，在所有元素中居第十位。钛的矿石主要有钛铁矿及金红石，广布于地壳及岩石圈之中。钛亦同时存在于几乎所有生物、岩石、水体及土壤中。从主要矿石中萃取出钛需要用到克罗尔法或亨特法。钛最常见的化合物是二氧化钛，可用于制造白色颜料。

因此，亟需进一步改善铜基粉末冶金摩擦材料的摩擦磨损性能，并提供一种含钛的铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法，满足高速重载条件的使用要求。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：随着负荷和速度的不断提升，原有铜基粉末冶金摩擦材料逐渐出现磨损加剧、摩擦系数不稳定和高温摩擦性能差等缺点。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种含钛的铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法。

本发明是这样实现的，一种含钛的铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法，所述含钛的铜基粉末冶金摩擦材料制备方法包括以下步骤：

步骤一，将铜原料在熔炼炉中熔化，浇铸成铜阳极板；将铜阳极板在电解槽中进行电解，电解液中添加氯化物，控制氯离子浓度为0.005～0.05g/L，收集阴极板上的粉状沉积物；将收集的粉状沉积物于洗涤机内用去离子水洗涤，同时通氮气保护；洗涤后的粉体材料中添加葡萄糖或水合肼进行还原处理，然后添加苯并三氮唑或脂肪酸钠进行抗氧化处理；将表面处理后的浆料甩干，然后进行干燥处理；干燥后粉体材料经筛分即可得电解铜粉；

步骤二，按比例称取铁原料和水，混合搅拌均匀并过滤，得到预处理后的物料；将得到的预处理后的物料用电磁精选机以3A的电流、36 cm/s的速度进行脱杂，并于物料的酸不溶物的质量含量小于0.3％时结束；将脱杂后的物料脱水，然后在温度为360℃的条件下进行物料干燥；将干燥后的物料加入还原设备中，通入氢气进行还原反应，反应温度控制为650~750℃，还原时间为1h～5h，得到铁粉；将得到的铁粉粉碎至于100目～200目，得到还原铁粉；