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专利号: 202010577689X
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种多尺度自润滑碳化钨基复合材料,其特征在于,由基体和以网状结构分布的金属Nb纤维(1)组成,基体包括微米级WC颗粒(4),弥散分布的亚微米级NbC颗粒(2)、均匀分布的自润滑相(5)和粘结相(3)。

2.根据权利要求1所述的一种多尺度自润滑碳化钨基复合材料,其特征在于,所述复合材料中微米级WC颗粒(4)的体积分数为60-80%,自润滑相(5)的体积分数为2.2-10%,亚微米级NbC颗粒(2)的体积分数为10-20%,粘结相(3)的体积分数为2-10%,金属Nb纤维(1)的体积分数为5-10%,以上各组分的体积百分比之和为100%。

3.根据权利要求2所述的一种多尺度自润滑碳化钨基复合材料,其特征在于,所述自润滑相(5)由石墨和MoS2组成,粘结相(3)为Fe。

4.根据权利要求2所述的一种多尺度自润滑碳化钨基复合材料,其特征在于,所述微米级WC颗粒(4)的粒径为20μm-30μm,亚微米级NbC颗粒(2)的粒径为500nm-900nm。

5.根据权利要求1所述的一种多尺度自润滑碳化钨基复合材料,其特征在于,所述金属Nb纤维(1)的直径为300-700μm。

6.一种多尺度自润滑碳化钨基复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,分别称取以下组分:WC颗粒、Fe粉末、Nb粉末、石墨粉和MoS2粉末;

步骤2:将步骤1称取的WC颗粒、Fe粉末、Nb粉末、石墨粉和MoS2粉末混合均匀,形成混和粉末;

步骤3:向混和粉末中加入石蜡粉,再放入混炼机中进行混料处理,形成均匀物料;

步骤4:采用难熔金属Nb纤维预制网状结构,形成难熔金属纤维网;

步骤5:初步将混合物料和纤维网在模具内逐层铺放,形成预制体,预制体中纤维网层间距为1mm~5mm;

步骤6:将预制体放置于高温模具内,然后装配进高温烧结炉内进行等温热压烧结,最后经过冷却和脱模处理,即得多尺度自润滑碳化钨基复合材料。

7.根据权利要求6所述的一种多尺度自润滑碳化钨基复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤4中,难熔金属纤维网中纤维的丝径为600μm-1000μm,纤维网中纤维间距为3倍丝径~6倍丝径。

8.根据权利要求6所述的一种多尺度自润滑碳化钨基复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤6中,等温热压烧结过程中,先将炉温升至500-800℃进行脱脂处理后,再将炉温升至1165-1250℃保温0.2h-2h,随后降温至1100℃保温4-8h,最后冷却至室温。

9.根据权利要求6所述的一种多尺度自润滑碳化钨基复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤6中,等温热压烧结过程中,高温烧结炉内升温速度为5℃/min~10℃/min,冷却过程中,高温烧结炉内降温速度为2℃/min~5℃/min。

10.根据权利要求6所述的一种多尺度自润滑碳化钨基复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤6中,1165-1250℃时炉压为5-10MPa,1100℃等温处理过程中的炉压为20-

50MPa。