[其他]固體自潤滑材料及其制造方法

無效

• 申請號: 85107628
• 申請日: 1985-10-18
• 公開（公告）號: CN85107628B
• 公開（公告）日: 1987-09-16
• 發明（設計）人: 袁國棟
• 申請（專利權）人: 冶金工業部鋼鐵研究總院
• 主分類號: C10M103/00
• 分類號: C10M103/00;C22C29/00;F16N15/02;//C10N5008
• 代理公司: 冶金專利事務所
• 代理人: 成光祜

本發明屬于粉末冶金制品及其制造工藝。

在高溫、調整負載下運轉的無油自潤滑軸承、摩擦付配偶件、高級密封環等部件及材料均要求有較高的強度和良好的潤滑性。

在以往的技術中，曾有人把石墨和二硫化鉬（MoS₂）的粉劑直接混到金屬粉末中，試圖利用粉末冶金燒結成型工藝制取高性能的潤滑材料，結果都不理想。近年來又有人采用金屬包復石墨的方法用來制取自潤滑部件，未得到滿意結果。眾所周知，石墨和MoS₂對金屬的潤濕性很差，把石墨和MoS₂粉劑作為原料，燒結成型后強度很低。無論是在冷壓或熱壓燒結成型中，經過較長時間高溫燒結過程，石墨、MoS₂將會氧化。即使鎳包復石墨，利用普通燒結成型工藝也得不到較好的效果。日本專利昭58-17819發明了一種固體自潤滑復合材料，它由兩種組分構成：第一組分由MoS₂、WS₂單體或復合體潤滑劑和Cu、Fe、Ni、Co、Mn中的一種或兩種以上成分構成;第二組分由第四、五、六付族金屬或其碳化物、氮化物（第六付族氮化物除外）中的一種或兩種以上成分構成。第一組分與第二組分的重量百分比為80∶20～20∶80。該復合材料采用熱壓成形工藝。

本發明的目的在于提出一種強度高、潤滑性優異的自潤滑材料及其相應的制造方法。

根據上述意旨，本發明所設計的復合自潤滑材料由強度高的硬質相、結合牢固的粘結相和均勻分布的潤滑相組成。使各種特性融合于一體中，成為綜合性能良好的材料。因此在成分的設計上，選用硬質合金材料為基體，如以一定純度和顆粒度的TiC、Ni和Mo的混合物作為基體成分;另外加入Ni包復人造石墨或Ni包復MoS₂。根據對材料性能的要求和使用條件，在一定量的范圍內酌情改變成分的配比或成分。當要求材料有較高的強度時，可適當增加基體的量;當要求提高潤滑性時，可增加潤滑劑的量;要求提高韌性時可增加Ni的含量。若材料在真空條件下使用，可增加MoS₂的量或加入WS₂等。

基于上述原理，本發明固體自潤滑材料由兩個組分構成。第一組分由金屬Ni、Co包復固體潤滑劑石墨、MoS₂、WS₂、WSe₂中的一種或兩種以上的包復粉末構成;第二組分由第四、五、六付族金屬的碳化物、氮化物與Ni、Co、Mo中的一種或兩種以上的金屬構成。第一組分中，包復粉末的金屬與潤滑劑的重量比為2∶1～4∶1;第二組分中，碳、氮化物與Ni、Co、Mo中的一種或兩種以上金屬的重量比為3∶2～9∶1。第一組分與第二組分的重量百分比為10∶90～30∶70。所用原料為市銷粉末，其顆粒度一般為1微米到幾十微米。

固體自潤滑材料是采用電火花燒結工藝制備的。過去通常采用的粉末冶金冷壓或熱壓成型工藝，均有不足之處，即使對于熱壓成型來說，由于燒結過程中，在高溫和長時間作用下，潤滑劑易于氧化和分解，且潤滑劑的含量較高，嚴重地影響材料的力學性能。電火花燒結工藝除具有快速和高效率的特點外，在保存固體潤滑劑和獲得高致密的材料方面都得到令人滿意的結果，對于包復粉末，效果更好。

本發明的具體制造方法如下：

將按上述成分配比范圍配制的混料加入混料機中進行混合，混合時需添加一定量的酒精或丙酮溶劑?；炝现苽浜?，在80～90℃下除去混料中的溶劑，并過60～80目篩，便制得混合配料。將混合配料裝入石墨模具中，且插入兼做電極的上下壓沖，一并放入壓機中。先加1～50kg/cm²的輕壓，并供給1000HZ的中頻電流，以實現粉末顆粒間微放電。然后接通直流電流，直流電流與中頻電流相疊加。直流電流與中頻電流的比值范圍為3∶1～5∶1，與此同時，進行第二次加壓，壓力為200～2000kg/cm²，待燒結溫度達到1000～1300℃后，保持30～100秒鐘便完成最后成型。

該工藝的特點是通入的電流是一種脈沖電流，通過后，在維持一定的壓力下使粒子之間產生微火花放電，這樣能將電阻加熱的熱能用于燒結擴散，還可以利用中頻電場的作用促進金屬的擴散。利用交變磁場的作用，在很短的時間便可完成燒結。這種工藝不僅適宜于硬質合金的燒結成型，而且對于保留金屬包復的潤滑劑也取得了良好的效果。