專利名稱：一種用于制造蝸輪的高溫自潤滑復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粉末冶金的復(fù)合材料，具體涉及一種用于制造蝸輪的高溫自潤滑復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
蝸桿傳動(dòng)應(yīng)用之廣僅次于齒輪傳動(dòng)居于機(jī)械傳動(dòng)的第二位，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、傳動(dòng)比大、工作平穩(wěn)、有自銷性能等特點(diǎn)，但因其傳動(dòng)效率低、能耗多、發(fā)熱嚴(yán)重、壽命短、消耗貴重有色金屬多等不足，嚴(yán)重限制其傳動(dòng)優(yōu)越性的發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種用于制造蝸輪的高溫自潤滑復(fù)合材料，以實(shí)現(xiàn)降低材料的摩擦系數(shù)，提高材料的綜合性能，降低材料生產(chǎn)成本，延長材料的使用周期。本發(fā)明的另一目的是提供上述材料的制備方法。技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下
一種用于制造蝸輪的高溫自潤滑復(fù)合材料，包括以下重量百分比的各組分廣10%的氟化鈣，廣10%的石墨，廣10%的二硫化鉬，10 20%的銅，30 50%的合金粉和37 50%的鐵粉；其中，合金粉由以下重量百分比的各組分組成Cr 10^20%, Fe 25 35%，Ni 30^40%, W 8 15%。一種制備用于制造蝸輪的高溫自潤滑復(fù)合材料的方法在V型混料機(jī)上充分混合氟化鈣、石墨、二硫化鉬、銅、合金粉和鐵粉，將混合料加入水和水玻璃的混合液并攪拌均勻，將混合后的原料放入烘箱，烘8 10h，然后取出裝入模具，控制壓力在30(T400bar，保壓 2(T30s壓制成型；接著將壓坯在110(Γ1200 的溫度下，通氬氣進(jìn)行燒結(jié)，并保溫廣2h，然后降至室溫后，經(jīng)常規(guī)后續(xù)加工，即可得到合格的蝸輪材料。其中，水玻璃與混合料的質(zhì)量比為3 :100?；旌弦褐兴Ａc水的質(zhì)量比為1 :4。烘箱溫度為8(TlO(TC。有益效果使用本發(fā)明的高溫自潤滑復(fù)合材料制備蝸輪較傳統(tǒng)蝸輪蝸桿傳動(dòng)有很明顯的優(yōu)越性，表現(xiàn)在摩擦系數(shù)低、效率高；優(yōu)異的抗膠合、抗磨損能力；很高的承載能力；良好的潤滑性能，對(duì)潤滑劑品類五嚴(yán)格的選擇要求；耐高溫；生產(chǎn)工藝流程短，工序少， 生產(chǎn)效率高等。具有很好的實(shí)用性，有很好的經(jīng)濟(jì)前景，能產(chǎn)生很好的社會(huì)效益。


圖1是摩擦學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果圖2是380bar下制備的材料的金相顯微圖片； 圖3是400bar下制備的材料的金相顯微圖片。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋。
以下實(shí)施例所使用的藥品二硫化鉬，含量彡98%，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司； 石墨粉，含量彡99. 85%，顆粒度(彡30um)^ 95. 0%，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；銅粉為300 目；氟化鈣，含量> 99. 0%，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。實(shí)施例1
用于制造蝸輪的高溫自潤滑復(fù)合材料，其制備步驟是首先將添加0. 3%的云母、3%的氟化鈣、3%的石墨、1%的二硫化鉬、13%的銅、43%的合金粉和36. 7%的鐵粉在V型混料機(jī)上充分混合纊10h，將混合料加入水和水玻璃(水玻璃與混合料的質(zhì)量比為3 100 ；水玻璃與水的質(zhì)量比為1 :4)的混合液并攪拌均勻，將混合后的配料放入烘箱，烘纊10h，然后取出裝入模具，控制壓力為380bar，保壓2(T30s壓制成型；接著將壓坯放入管式爐中，通氬氣， 50C /min的速度升溫到1000°C保溫30min繼續(xù)升溫到1160°C保溫60min，在氬氣氣氛中自然冷卻至室溫，然后取出，用角磨機(jī)打磨材料表面，即可得到合格的材料。實(shí)施例2
方法同實(shí)施例1，其中，控制壓力為400bar。摩擦學(xué)性能試驗(yàn)是在CETR UMT-2 Multi-Specimen Test System摩擦試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的，將已獲得的實(shí)驗(yàn)材料在45鋼盤上用9mm直徑的440C小球與之進(jìn)行回轉(zhuǎn)摩擦。實(shí)驗(yàn)條件為載荷^g、轉(zhuǎn)速lOOrpm、時(shí)間20min、溫度200°C。從圖1中可以看出壓力在380bar 時(shí)摩擦系數(shù)較小且穩(wěn)定，表現(xiàn)出減摩效果較好。具有明顯的減摩耐磨和潤滑作用。從金相顯微圖片(圖2、圖3)中可以看出材料有較好的抗膠合性能，高溫下運(yùn)轉(zhuǎn)具有較小的摩擦系數(shù)，摩擦磨損量小，具有較好的強(qiáng)度和硬度。實(shí)施例3
用于制造蝸輪的高溫自潤滑復(fù)合材料，由以下重量百分比的各組分組成1%的氟化鈣，1%的石墨，1%的二硫化鉬，10%的銅，50%的合金粉和37%的鐵粉；其中，合金粉由以下重量百分比的各組分組成Cr 10%, Fe35%, Ni40%, W 15%。在V型混料機(jī)上充分混合氟化鈣、石墨、二硫化鉬、銅、合金粉和鐵粉，將混合料加入水和水玻璃的混合液并攪拌均勻，將混合后的原料放入烘箱，烘他，然后取出裝入模具， 控制壓力在300bar，保壓20s壓制成型；接著將壓坯在110(Tl20(rC的溫度下，通氬氣進(jìn)行燒結(jié)，并保溫lh，然后降至室溫后，經(jīng)常規(guī)后續(xù)加工，即可得到合格的蝸輪材料。其中， 水玻璃與混合料的質(zhì)量比為3:100。混合液中水玻璃與水的質(zhì)量比為1 :4。烘箱溫度為 8(T10(TC。經(jīng)檢測(cè)，材料具有明顯的減摩耐磨和潤滑作用，有較好的抗膠合性能，高溫下運(yùn)轉(zhuǎn)具有較小的摩擦系數(shù)，摩擦磨損量小，具有較好的強(qiáng)度和硬度。實(shí)施例4
用于制造蝸輪的高溫自潤滑復(fù)合材料，由以下重量百分比的各組分組成10%的氟化鈣，1%的石墨，10%的二硫化鉬，10%的銅，30%的合金粉和39%的鐵粉；其中，合金粉由以下重量百分比的各組分組成Cr 20%, Fe 25%, Ni 40%, W 15%。在V型混料機(jī)上充分混合氟化鈣、石墨、二硫化鉬、銅、合金粉和鐵粉，將混合料加入水和水玻璃的混合液并攪拌均勻，將混合后的原料放入烘箱，烘10h，然后取出裝入模具， 控制壓力在400bar，保壓30s壓制成型；接著將壓坯在1100°C的溫度下，通氬氣進(jìn)行燒結(jié)， 并保溫池，然后降至室溫后，經(jīng)常規(guī)后續(xù)加工，即可得到合格的蝸輪材料。其中，水玻璃與混合料的質(zhì)量比為3:100。混合液中水玻璃與水的質(zhì)量比為1 :4。烘箱溫度為8(T10(TC。經(jīng)檢測(cè)，材料具有明顯的減摩耐磨和潤滑作用，有較好的抗膠合性能，高溫下運(yùn)轉(zhuǎn)具有較小的摩擦系數(shù)，摩擦磨損量小，具有較好的強(qiáng)度和硬度。實(shí)施例5
用于制造蝸輪的高溫自潤滑復(fù)合材料，由以下重量百分比的各組分組成2%的氟化鈣，4%的石墨，5%的二硫化鉬，10%的銅，30%的合金粉和50%的鐵粉；其中，合金粉由以下重量百分比的各組分組成Cr 20%, Fe 35%, Ni 30%, W 15%。在V型混料機(jī)上充分混合氟化鈣、石墨、二硫化鉬、銅、合金粉和鐵粉，將混合料加入水和水玻璃的混合液并攪拌均勻，將混合后的原料放入烘箱，烘9h，然后取出裝入模具， 控制壓力在380bar，保壓2 壓制成型；接著將壓坯在1150°C的溫度下，通氬氣進(jìn)行燒結(jié)， 并保溫1.證，然后降至室溫后，經(jīng)常規(guī)后續(xù)加工，即可得到合格的蝸輪材料。其中，水玻璃與混合料的質(zhì)量比為3:100。混合液中水玻璃與水的質(zhì)量比為1 :4。烘箱溫度為8(T10(TC。 經(jīng)檢測(cè)，材料具有明顯的減摩耐磨和潤滑作用，有較好的抗膠合性能，高溫下運(yùn)轉(zhuǎn)具有較小的摩擦系數(shù)，摩擦磨損量小，具有較好的強(qiáng)度和硬度。實(shí)施例6
用于制造蝸輪的高溫自潤滑復(fù)合材料，由以下重量百分比的各組分組成廣10%的氟化鈣，2%的石墨，2%的二硫化鉬，20%的銅，35%的合金粉和40%的鐵粉；其中，合金粉由以下重量百分比的各組分組成Cr 17%, Fe 35%, Ni 40%, W 8%。在V型混料機(jī)上充分混合氟化鈣、石墨、二硫化鉬、銅、合金粉和鐵粉，將混合料加入水和水玻璃的混合液并攪拌均勻，將混合后的原料放入烘箱，烘10h，然后取出裝入模具， 控制壓力在350bar，保壓30s壓制成型；接著將壓坯在1100°C的溫度下，通氬氣進(jìn)行燒結(jié)， 并保溫池，然后降至室溫后，經(jīng)常規(guī)后續(xù)加工，即可得到合格的蝸輪材料。其中，水玻璃與混合料的質(zhì)量比為3 :100。混合液中水玻璃與水的質(zhì)量比為1 :4。烘箱溫度為8(T10(TC。經(jīng)檢測(cè)，材料具有明顯的減摩耐磨和潤滑作用，有較好的抗膠合性能，高溫下運(yùn)轉(zhuǎn)具有較小的摩擦系數(shù)，摩擦磨損量小，具有較好的強(qiáng)度和硬度。
權(quán)利要求
1.一種用于制造蝸輪的高溫自潤滑復(fù)合材料，其特征在于，包括以下重量百分比的各組分廣10%的氟化鈣，廣10%的石墨，廣10%的二硫化鉬，10 20%的銅，30 50%的合金粉和 37 50%的鐵粉；其中，合金粉由以下重量百分比的各組分組成Cr 10 20%，F(xiàn)e 25 35%，Ni 30 40%，W 8 15%。
2.一種制備權(quán)利要求1所述的用于制造蝸輪的高溫自潤滑復(fù)合材料的方法，其特征在于在V型混料機(jī)上充分混合氟化鈣、石墨、二硫化鉬、銅、合金粉和鐵粉，將混合料加入水和水玻璃的混合液并攪拌均勻，將混合后的原料放入烘箱，烘8 10h，然后取出裝入模具，控制壓力在30(T400bar，保壓2(T30s壓制成型；接著將壓坯在110(Γ 200 的溫度下，通氬氣進(jìn)行燒結(jié)，并保溫廣池，然后降至室溫后，經(jīng)常規(guī)后續(xù)加工，即可得到合格的蝸輪材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備用于制造蝸輪的高溫自潤滑復(fù)合材料的方法，其特征在于水玻璃與混合料的質(zhì)量比為3 :100。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備用于制造蝸輪的高溫自潤滑復(fù)合材料的方法，其特征在于混合液中水玻璃與水的質(zhì)量比為1 :4。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備用于制造蝸輪的高溫自潤滑復(fù)合材料的方法，其特征在于烘箱溫度為8(T10(TC。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于制造蝸輪的高溫自潤滑復(fù)合材料及其制備方法，材料包括以下重量百分比的各組分1~10%的氟化鈣，1~10%的石墨，1~10%的二硫化鉬，10~20%的銅，30~50%的合金粉和37~50%的鐵粉；其中，合金粉由以下重量百分比的各組分組成Cr10~20%，F(xiàn)e25~35%，Ni30~40%，W8~15%。使用本發(fā)明的高溫自潤滑復(fù)合材料制備蝸輪較傳統(tǒng)蝸輪蝸桿傳動(dòng)有很明顯的優(yōu)越性，表現(xiàn)在摩擦系數(shù)低、效率高；優(yōu)異的抗膠合、抗磨損能力；很高的承載能力；良好的潤滑性能，對(duì)潤滑劑品類五嚴(yán)格的選擇要求；耐高溫；生產(chǎn)工藝流程短，工序少，生產(chǎn)效率高等。具有很好的實(shí)用性，有很好的經(jīng)濟(jì)前景，能產(chǎn)生很好的社會(huì)效益。
文檔編號(hào)B22F3/16GK102398029SQ20111038425
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者劉金銀子, 唐華, 孫建榮, 李長生, 郭志成 申請(qǐng)人:鎮(zhèn)江中孚復(fù)合材料有限公司