[发明专利]一种铜锡合金基固体润滑复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于铜基复合材料领域，具体涉及一种铜锡合金基固体润滑复合材料及其制备方法。该复合材料由铜锡合金基体和分散在铜锡合金基体中的石墨和MoAlB组成，其中石墨的质量分数为5～10％，MoAlB的质量分数为10～20％，余量为铜锡合金；所述铜锡合金是以Sn、Al为合金元素的铜合金。本发明的铜锡合金基固体润滑复合材料，以铜锡合金为基体，MoAlB为强化相，石墨为润滑相，所得复合材料兼具优异力学和润滑性能。该材料在室温下内具有优异的润滑性能，在无油条件下作为自润滑结构材料使用，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于铜基复合材料领域，具体涉及一种铜锡合金基固体润滑复合材料及其制备方法。

背景技术

铜合金由于导电性良好、导热性佳、耐蚀性好、热膨胀系数低等优点，被广泛应用于航空设备的关键部件、航天飞机、汽车传导、船舶以及民用电路等领域。然而，铜合金由于摩擦系数高，力学性能较差等缺点，限制了铜合金在摩擦学领域的应用。

为改善铜合金的摩擦学性能，需要向铜基体中添加固体润滑剂用以获得铜基复合材料。

公布号为CN103757464A的中国发明专利申请采用65～80％的Cu，5～12％的Sn，1～10％的Ni，1～8％的WSe₂，1～5％的石墨和0.5～3％的WC制备了一种铜基自润滑复合材料。

公告号为CN103627921B的中国发明专利采用40～60％的Cu，2～10％的WS₂，2～10％的MoS₂，20～40％的Fe，1～8％的Ni制备了一种添加WS₂和MoS₂的铜基自润滑复合材料。

公告号为CN103627922B的中国发明专利采用2～12％的片状NbS_0.3Se_1.7，1-5％的Ni，2-10％的Al和余量的Cu制备了一种三元合金自润滑复合材料。

综合来看，上述铜基复合材料的添加相过于繁杂，使得材料组分可控性能较差，无法兼顾材料体系的润滑性能和力学性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铜锡合金基固体润滑复合材料，能够兼具优异力学和润滑性能。

本发明的第二个目的在于提供上述铜锡合金基固体润滑复合材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明的铜锡合金基固体润滑复合材料的技术方案是：

一种铜锡合金基固体润滑复合材料，由铜锡合金基体和分散在铜锡合金基体中的石墨和MoAlB组成，其中石墨的质量分数为5～10％，MoAlB的质量分数为10～20％，余量为铜锡合金；所述铜锡合金是以Sn、Al为合金元素的铜合金。

本发明的铜锡合金基固体润滑复合材料，以铜锡合金为基体，MoAlB为强化相，石墨为润滑相，所得复合材料兼具优异力学和润滑性能。该材料在室温下内具有优异的润滑性能，在无油条件下作为自润滑结构材料使用，具有良好的应用前景。

优选的，所述铜锡合金由以下质量分数的组分组成：5～10％的Sn、1～3％的Al，余量为Cu。

本发明的铜锡合金基固体润滑复合材料的制备方法的技术方案是：

一种铜锡合金基固体润滑复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)按配方取铜锡合金粉、石墨粉和MoAlB粉，通过高能球磨获得混合粉；

2)将步骤1)所得混合粉进行真空热压烧结。

本发明的铜锡合金基固体润滑复合材料的制备方法，采用快速热压烧结方法制备，制备工艺简单、材料可控，适于推广应用。