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专利号: 2023104123194
申请人: 合肥工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种Fe‑Cu‑C‑润滑成分梯度复合减摩材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括:步骤一、制备Cu包覆Fe粉末

采用五水硫酸铜、乙二胺四乙酸二钠盐、固体氢氧化钠、二联吡啶、甲醛和去离子水配制化学镀液,在62.5℃恒温条件下采用配置的化学镀液对铁粉进行镀覆,将镀覆得到的复合粉体进行还原,得到不同包覆比例的Cu包覆Fe复合粉体;

步骤二、制备不同组成的Fe‑Cu‑C浆料

采用第一包覆比例的Cu包覆Fe复合粉体和石墨粉配置底层原料,采用第二包覆比例的Cu包覆Fe复合粉体、石墨粉和造孔剂配置复层原料;

对底层原料和复层原料分别进行球磨处理,分别得到底层流延浆料和复层流延浆料,分别对得到的底层流延浆料和复层流延浆料进行真空消泡处理,得到底层Fe‑Cu‑C浆料和复层Fe‑Cu‑C浆料;

步骤三、制备层状复合生坯

分别以底层Fe‑Cu‑C浆料和复层Fe‑Cu‑C浆料为原料,通过流延、干燥和固化处理,分别得到底层生坯和复层生坯,将底层生坯和复层生坯匹配后经过成型处理获得层状复合生坯;

步骤四、制备Fe‑Cu‑C‑孔隙梯度多孔烧结体

在氢气气氛中对步骤三制得的层状复合生坯进行排胶处理,并在氢气气氛中进行无压烧结,制得Fe‑Cu‑C‑孔隙梯度多孔烧结体;

步骤五、Fe‑Cu‑C‑孔隙梯度多孔烧结体后处理

将步骤四制得的Fe‑Cu‑C‑孔隙梯度多孔烧结体进行浸油处理或熔浸固体润滑剂处理,得到Fe‑Cu‑C‑润滑成分梯度复合减摩材料。

2.根据权利要求1所述的Fe‑Cu‑C‑润滑成分梯度复合减摩材料的制备方法,其特征在于,步骤一包括:按质量比为1:2.7:0.7:0.002:1.8:50采用五水硫酸铜、乙二胺四乙酸二钠盐、固体氢氧化钠、二联吡啶、甲醛和去离子水配制化学镀液;

采用恒温水浴将一定质量配置的化学镀液在62.5℃下持续保温并超声搅拌,向化学镀液中加入铁粉,其中,化学镀液中五水硫酸铜与铁粉的质量比为1:1‑1:2.25,向含有铁粉的化学镀液中滴加10wt%的氢氧化钠溶液,将PH值调节至12.5后停止滴加,持续保温和超声搅拌60min,每静置6h采用去离子水对溶液体系中的上清液进行清洗替换,将得到的复合粉体置于80‑90℃下干燥12‑24h,得到干燥的复合粉体;

将干燥的复合粉体置于氢气气氛中以300‑400℃进行还原1‑2h,得到不同包覆比例的Cu包覆Fe复合粉体。

3.根据权利要求1所述的Fe‑Cu‑C‑润滑成分梯度复合减摩材料的制备方法,其特征在于,步骤二包括:采用第一包覆比例的Cu包覆Fe复合粉体和石墨粉配置底层原料,其中,石墨粉的含量为0.6‑1.0wt%,第一包覆比例的Cu包覆Fe复合粉体中Cu与Fe的质量比为1:5.25至1:9;

采用第二包覆比例的Cu包覆Fe复合粉体、石墨粉和造孔剂配置复层原料,其中,石墨粉的含量为0.6‑1.0wt%,造孔剂的含量为5‑10wt%,第二包覆比例的Cu包覆Fe复合粉末中Cu与Fe的质量比为1:4至1:9,造孔剂粉为碳酸氢铵或可溶性淀粉或碳酸氢铵与可溶性淀粉的等比例混合物;

对底层原料和复层原料分别进行球磨处理,分别得到底层流延浆料和复层流延浆料,分别对得到的底层流延浆料和复层流延浆料进行真空消泡处理,得到底层Fe‑Cu‑C浆料和复层Fe‑Cu‑C浆料。

4.根据权利要求3所述的Fe‑Cu‑C‑润滑成分梯度复合减摩材料的制备方法,其特征在于,步骤二中,对底层原料和复层原料分别进行球磨处理,分别得到底层流延浆料和复层流延浆料,分别对得到的底层流延浆料和复层流延浆料进行真空消泡处理,包括:采用分散剂、粘接剂、塑化剂和无水乙醇组成球磨辅料分别对底层原料和复层原料在

400r/min转速下球磨处理6‑18h,分别得到底层流延浆料和复层流延浆料,其中,分散剂、粘接剂、塑化剂与底层原料或复层原料的质量比为1:2:1:100,无水乙醇与底层原料或复层原料的质量比为1:1至1:2;

分别在底层流延浆料和复层流延浆料中加入消泡剂,置于真空环境中进行除泡,得到不同组成的Fe‑Cu‑C浆料,其中,消泡剂总质量与底层原料或复层原料的质量比为1:100至

1:50。

5.根据权利要求4所述的Fe‑Cu‑C‑润滑成分梯度复合减摩材料的制备方法,其特征在于,步骤二中,分散剂为聚乙二醇或三乙醇胺,粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛或酚醛树脂,塑化剂为邻苯二甲酸酯类或邻苯二甲酸二丁酯,消泡剂为环己酮、二甲基硅油或油酸中一种或几种,当消泡剂为环己酮、二甲基硅油或油酸中两种以上组成时,消泡剂各组分等比例混合。

6.根据权利要求1所述的Fe‑Cu‑C‑润滑成分梯度复合减摩材料的制备方法,其特征在于,步骤三包括:分别以底层Fe‑Cu‑C浆料和复层Fe‑Cu‑C浆料为原料,通过流延和干燥固化处理,分别得到底层生坯和复层生坯,其中,干燥固化处理的温度为25‑30℃,干燥固化时间为24‑48h;

将底层生坯和复层生坯匹配后经过在200Mpa静压力下保压5min,获得层状复合生坯,其中,所述匹配的底层生坯与复层生坯的厚度为1:0.5至1:2。

7.根据权利要求1所述的Fe‑Cu‑C‑润滑成分梯度复合减摩材料的制备方法,其特征在于,步骤四包括:将步骤三制得的层状复合生坯置于氢气气氛中,以1℃/min的升温速率升温至300‑350℃,保温5‑7h,以3 ℃/min的升温速率升温至480‑520℃,保温0.5‑1.5h,得到经过排胶处理的层状复合生坯;

将经过排胶处理的层状复合生坯置于氢气气氛中,以5℃/min的升温速率升温至1080‑

1180℃,保温1‑2h,制得Fe‑Cu‑C‑孔隙梯度多孔烧结体。

8.根据权利要求1所述的Fe‑Cu‑C‑润滑成分梯度复合减摩材料的制备方法,其特征在于,步骤五中,浸油处理包括:采用恒温水浴对机械油加热至80‑90℃保温,将Fe‑Cu‑C‑孔隙梯度多孔烧结体置于保温的机械油中浸置2‑6h。

9.根据权利要求要求1所述的Fe‑Cu‑C‑润滑成分梯度复合减摩材料的制备方法,其特征在于,步骤五中,熔浸固体润滑剂处理包括:将固体润滑剂聚四氟乙烯加热至320‑340℃后得到熔融态的聚四氟乙烯,将Fe‑Cu‑C‑孔隙梯度多孔烧结体置于熔融的聚四氟乙烯中进行熔浸处理2‑4h,冷却至室温。

10.一种Fe‑Cu‑C‑润滑成分梯度复合减摩材料,其特征在于,所述Fe‑Cu‑C‑润滑成分梯度复合减摩材料根据权利要求1‑9任一所述的方法制得。