一种高温耐磨复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高温耐磨复合材料及其制备方法。其所用原料以质量百分比计包括下述组分：短碳纤维1.0～3.0％；细小陶瓷颗粒0.5～1.0％；粗大陶瓷颗粒1.5％～10.0％；石墨粉6.0～15.0％；余量为铜粉。其制备方法为：先通过适当球磨参数的高能球磨和退火工艺分别制备出复合预合金粉I、球形复合预合金粉II；然后再将按设计组分配取粗大陶瓷颗粒、石墨粉、铜粉、复合预合金粉I、球形复合预合金粉II，混合均匀，得到混合粉末；经压制、烧结即可得到高性能的成品。本发明专利技术所设计和制备的铜基复合材料的力学性能、耐高温和耐磨性能优良，导电性高，制备工艺简单。

A kind of high temperature wear-resistant composite and its preparation method

The present invention relates to a high temperature wear-resistant composite material and a preparation method. The raw material used is mass percentage, including the following components: short carbon fiber 1 to 3%, fine ceramic particles 0.5 to 1%, coarse ceramic particles 1.5% to 10%, graphite powder 6 to 15%, and the surplus is copper powder. The preparation method is as follows: high energy ball milling and annealing process through appropriate milling parameters were prepared by composite pre alloy powder I, composite spherical prealloyed powder II; and then according to the design assignment group take coarse ceramic particles, graphite powder, copper powder, composite pre alloy powder I, composite spherical prealloyed powder II. Mixed, mixed powder; pressed and sintered to obtain high performance products. The copper based composite material designed and prepared by the invention has excellent mechanical properties, high temperature resistance and wear resistance, high conductivity and simple preparation process.

【技术实现步骤摘要】
一种高温耐磨复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种铜基复合材料，具体涉及一种高温耐磨复合材料及其制备方法。
技术介绍
铜具有优异的导电、导热性和抗腐蚀性能，而且易于加工，但高温条件下，铜合金的导电性和强度难以兼顾，因此为了满足航天、航空、微电子等高新技术对其综合性能的使用要求，开发既具有优良的导电性，又具有高的强度和优越的高温性能和减摩性能的高强度、高导电、耐磨、耐高温的铜基复合材料迫在眉睫。石墨，以及碳纤维改性铜基复合材料由于具有良好的导电、导热性、优异的力学性能、耐磨性、耐高温性、耐电弧烧蚀以及良好的自润滑性等一系列优点，现作为一种金属基复合材料己被广泛应用于机械制造、航空航天等领域。尤其是用于制造高电流密度电刷、滑块，轨道交通受电弓滑板、制动闸片等。但是随着工作温度的提高，铜基体发生明显的高温蠕变，高温强度降低明显，且对内部的如摩擦组元的固定作用降低，导致材料的力学性能、耐磨性等大幅降低，限制其在工业上的应用。例如，高速列车用制动闸片在制动时产生的最高瞬时温度可以达到600-1000℃，对制动材料的耐温性和高温下的摩擦磨损性能要求非常严格，传统的铸铁和铜基复合材料不能满足高速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温耐磨复合材料，其特征在于：所述高温耐磨复合材料其所用原料以质量百分比计包括下述组分：短碳纤维1.0～3.0％；细小陶瓷颗粒0.5～1.0％；粗大陶瓷颗粒1.5％～10.0％；石墨粉6.0～15.0％；余量为铜粉；所述细小陶瓷颗粒的粒径为1～5微米，所述粗大陶瓷颗粒的粒径为20～200微米；所述石墨粉的粒径为80～150微米。

【技术特征摘要】
1.一种高温耐磨复合材料，其特征在于：所述高温耐磨复合材料其所用原料以质量百分比计包括下述组分：短碳纤维1.0～3.0％；细小陶瓷颗粒0.5～1.0％；粗大陶瓷颗粒1.5％～10.0％；石墨粉6.0～15.0％；余量为铜粉；所述细小陶瓷颗粒的粒径为1～5微米，所述粗大陶瓷颗粒的粒径为20～200微米；所述石墨粉的粒径为80～150微米。2.如权利要求1所述的高温耐磨复合材料，其特征在于：所述短碳纤维的直径为7～10μm，长度1～4mm；所述铜粉是粒度为30～80μm的电解铜粉。3.如权利要求1所述的高温耐磨复合材料，其特征在于：所述细小陶瓷颗粒为氧化铝粉和/或氧化锆粉，粗大陶瓷颗粒选自氧化铝、氧化锆、碳化硅、二氧化硅中至少一种；所述石墨粉为鳞片石墨粉。4.一种制备如权利要求1-3任意一项所述的高温耐磨复合材料的方法；其特征在于包括下述步骤：步骤一制备复合预合金粉I和制备复合预合金粉II；所述复合预合金粉I的制备为：按质量百分比计配取下述原料；电解铜粉94～98％；短碳纤维2～6％；所述电解铜粉的粒度为30～80μm；所述短碳纤维为脱胶后的短碳纤维；其直径为7～10μm、长度1～4mm；将配取的原料进行高能球磨，得到均匀镶嵌短碳纤维的复合预合金粉I；再将复合预合金粉I进行退火处理，得到备用复合预合金粉I；所述高能球磨的转速为220～300转/min，球磨时间为6～14h；所述退火的温度为300～400℃，时间大于等于30min，退火气氛为氢气气氛；所述复合预合金粉II的制备为：按质量百分比计配取下述原料；电解铜粉95～98％；细小陶瓷颗粒氧化铝和/或氧化锆2～5％；所述电解铜粉的粒度为30～80μm；所述细小陶瓷颗的粒度为1～5μm；所述细小...

【专利技术属性】
技术研发人员：方华婵，肖鹏，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43