專(zhuān)利名稱：銅包覆復(fù)合粉末及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一 種銅包覆復(fù)合粉末，本發(fā)明還涉及該銅包覆 復(fù)合粉末的制備方法。
技術(shù)背景銅包覆復(fù)合粉末是制造銅基復(fù)合材料及其零部件的原材 料，銅基復(fù)合材料以其獨(dú)特的導(dǎo)電導(dǎo)熱性和耐磨性、低摩擦系 數(shù)和較高機(jī)械強(qiáng)度等優(yōu)異性能，成為制作高速自潤(rùn)滑含油軸承、 齒輪及滑動(dòng)部件，以及電刷和電接觸等部件的重要材料，在航 空航天、機(jī)械、汽車(chē)、電器等行業(yè)有廣泛市場(chǎng)需求。銅包覆復(fù)合粉末可采用化學(xué)鍍方法制備，目前國(guó)內(nèi)報(bào)道的 制備方法成本較高，因?yàn)槠渲苽溥^(guò)程包括鍍覆基體的活化、敏化、親水化、粗化等預(yù)處理工藝，需要應(yīng)用昂貴的PaCl或AgN0:; 等試劑。同時(shí)化學(xué)鍍時(shí)大量絡(luò)合劑的加入，也使銅包覆復(fù)合粉 末制備成本據(jù)高不下，從而導(dǎo)致國(guó)內(nèi)粉末冶金工業(yè)上應(yīng)用化學(xué) 鍍銅包覆復(fù)合粉末極為罕見(jiàn)。另外，普通銅基復(fù)合粉末材料不同時(shí)含有潤(rùn)滑相和耐磨相， 致使其產(chǎn)品減摩性、高溫強(qiáng)度和耐磨性受到很大影響，使用壽 命較低。以機(jī)動(dòng)車(chē)電刷為例，國(guó)產(chǎn)啟動(dòng)只能達(dá)到1萬(wàn)次左右， 而英國(guó)摩根公司產(chǎn)品可達(dá)3萬(wàn)次。由本低成本銅包覆復(fù)合粉末制成的銅基復(fù)合材料，可同時(shí) 含有潤(rùn)滑相和耐磨相兩種組元，大大提高了銅基復(fù)合材料的性 能，其產(chǎn)品使用壽命提高2 4倍。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供 一 種生產(chǎn)低成本，減摩 性好、高溫強(qiáng)度和耐磨性能好，使用壽命長(zhǎng)的銅包覆復(fù)合粉末。本發(fā)明還要解決的第二技術(shù)問(wèn)題是提供 一 種工藝簡(jiǎn)單的銅 包覆復(fù)合粉末的制備方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的銅包覆復(fù)合粉末， 由鍍銅超細(xì)粉末顆粒完全均勻包覆潤(rùn)滑相或耐磨相、或潤(rùn)滑相 和耐磨相的混合粉末顆粒組成，所述銅包覆復(fù)合粉末中潤(rùn)滑相 粉末顆粒為MoS2或WS2;所述銅包覆復(fù)合粉末中耐磨相粉末顆 粒為Al20:,或SiC;所述銅包覆復(fù)合粉末中銅組份重量份為 30 95;所述銅包覆復(fù)合粉末中潤(rùn)滑相或耐磨相、或潤(rùn)滑相和 耐磨相的組份重量份為5 70。低成本銅包覆復(fù)合粉末的制備方法包括以下工藝步驟-步驟A.潤(rùn)滑相和耐磨相顆粒粉末預(yù)處理將酒精與潤(rùn)滑相和耐磨相顆粒粉末均勻混合，酒精與顆粒粉末的體積和重量比例為，6 2(ml) :l(g)，待其活化分散后，作為鍍覆的基體；步驟B.銅鍍層制備將預(yù)處理過(guò)的潤(rùn)滑相和耐磨相顆?；?合粉倒入化學(xué)鍍銅液中，攪拌均勻后加熱到80 95°C ,恒溫并 不斷攪拌，直到不再產(chǎn)生氣泡、反應(yīng)結(jié)束，形成鍍銅層；最后 將鈍化劑加入到鍍銅層的溶液中攪拌均勻；化學(xué)鍍銅液中各組分組成為金屬銅鹽與還原劑的重量比例 為，Cu:還原劑=2.54: 2.23;鈍化劑為復(fù)合粉末總重量的 0. l-O. 05% ;其中，所述的金屬銅鹽為硫酸銅；所述的還原劑為還原鐵粉；所述鈍化劑為苯駢三氮唑；步驟C.后處理將鍍覆粉末與溶液分離過(guò)濾，用凈水洗滌 鍍覆粉末，在70 90°C的真空烘箱內(nèi)干燥1 1.5小時(shí)后，制成 低成本銅包覆復(fù)合粉末。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下突出優(yōu)點(diǎn) 1 、本發(fā)明的低成本銅包覆復(fù)合粉末，可同時(shí)含有潤(rùn)滑相和 耐磨相，這些成分組成的材料，將提高銅基復(fù)合材料的減摩性、 高溫強(qiáng)度和耐磨性。2 、本發(fā)明產(chǎn)品的制備方法簡(jiǎn)單，成本低廉，適合于常規(guī)生產(chǎn)工藝。用本發(fā)明的低成本銅包覆復(fù)合粉末制成的銅基復(fù)合材料， 可同時(shí)含有潤(rùn)滑相和耐磨相。與普通銅基復(fù)合材料相比，本銅 基復(fù)合材料性能提高10 30%，銅基復(fù)合材料零部件使用壽命 提高2 4倍，可廣泛用于制作高速自潤(rùn)滑含油軸承、齒輪及滑 動(dòng)部件，以及電刷和電接觸等部件的重要材料，在航空航天、 機(jī)械、汽車(chē)、電器等行業(yè)有廣泛市場(chǎng)需求。綜上所述，本發(fā)明是一種生產(chǎn)低成本，減摩性好、高溫強(qiáng) 度和耐磨性能好，使用壽命長(zhǎng)的銅包覆復(fù)合粉末，其生產(chǎn)工藝 簡(jiǎn)單。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一 步說(shuō)明。實(shí)施例1:Cu-70%MoS2 (或WS2、或A 1 203 、或SiC)包覆復(fù)合粉末。 預(yù)處理M0S2粉末(或WS2粉末、或Ah03粉末、或SiC粉末) 35 g。將MoS,粉末與酒精210 mL均勻混合，待其活化分散后， 作為鍍覆的基體。預(yù)處理后的MoS2粉末(或WS2粉末、或A1203 粉末、或SiC粉末)分散在1000 mL化學(xué)鍍銅液中，然后進(jìn)行銅包覆。化學(xué)鍍銅液中各成分濃度或重量為五水合硫酸錒 (CuS04 5H20) : 59 g/l;還原鐵粉(Fe): 13.15g。加熱鍍液、 均勻攪拌，并控制溫度保持在9(TC 。包覆實(shí)驗(yàn)完成后，將苯駢 三氮唑0. 05 g加入到鍍銅層的溶液中攪拌均勻。最后將鍍覆粉 末與溶液分離過(guò)濾，用凈水洗滌，在70 。C的真空烘箱內(nèi)干燥1.5 小時(shí)。制得Cu-70%MoS2 (或WS2、或A 1 203 、或SiC)包覆復(fù)合 粉末。實(shí)施例2:Cu-39% MoS2-l % A 1 203包覆復(fù)合粉末。預(yù)處理MoS2粉末9. 7 5g禾口 Ah03粉末0. 2 5g。將MoS2禾口 Al20:i 混合粉末與酒精60 mL均勻混合，待其活化分散后，作為鍍覆 的基體。預(yù)處理后的MoS2和AhO:,混合粉末分散在1000 mL鍍液 中，然后進(jìn)行銅包覆。鍍液中各成分濃度或重量為五水合硫 酸銅 (CuS0d 5H力)59 g/l;還原鐵粉(Fe): 13. 15 g。力口熱鍍液、均勻攪拌，并控制溫度保持在sere 。包覆實(shí)驗(yàn)完成后，將苯駢三氮唑0.002 g加入到鍍銅層的溶液中攪拌均勻。最后 將鍍覆粉末與溶液分離過(guò)濾，用凈水洗滌，在9(TC的真空烘箱 內(nèi)干燥1小時(shí)。制得Cu-39%MoS2-1%八1 203包覆復(fù)合粉末。實(shí)施例3:Cu-15 % WS2-15% SiC包覆復(fù)合粉末。 預(yù)處理WS2粉末3. 75g和SiC粉末3. 7 5g。將WS2和SiC混合粉
末與酒精30 mL均勻混合，待其活化分散后，作為鍍覆的基體。 預(yù)處理后的MoS2和八1203混合粉末分散在1200 mL鍍液中，然后 進(jìn)行銅包覆。鍍液中各成分重量為五水合硫酸銅 (CuS04 5H20) : 69 g;還原鐵粉(Fe): 15.3 g。加熱鍍液、均 勻攪拌，并控制溫度保持在9(TC 。包覆實(shí)驗(yàn)完成后，將苯駢三 氮唑0. 0125 g加入到鍍銅層的溶液中攪拌均勻。最后將鍍覆粉 末與溶液分離過(guò)濾，用凈水洗滌，在80°C的真空烘箱內(nèi)千燥1.2 小時(shí)。制得Cu-15。％ WS2-15% SiC包覆復(fù)合粉末。包覆復(fù)合粉末。
實(shí)施例4:
Cu-4% MoS廣1 % SiC包覆復(fù)合粉末。 預(yù)處理MoS2粉末4 g和SiC粉末1 g。將MoS,和SiC混合粉末 與酒精30 mL均勻混合，待其活化分散后，作為鍍覆的基體。 預(yù)處理后的MoS2和SiC混合粉末分散在4000 mL鍍液中，然后 進(jìn)行銅包覆。鍍液中各成分重量為五水合硫酸銅 (CuS04 5H20) : 374 g;還原鐵粉(Fe): 83.3 g。加熱鍍液、 均勻攪拌，并控制溫度保持在95°C 。包覆實(shí)驗(yàn)完成后，將苯駢 三氮唑0. 05 g加入到鍍銅層的溶液中攪拌均勻。最后將鍍覆粉 末與溶液分離過(guò)濾，用凈水洗滌，在90°C的真空烘箱內(nèi)干燥1.5 小時(shí)。制得Cu-4% MoS2-1 % SiC包覆復(fù)合粉末。
權(quán)利要求
1、一種銅包覆復(fù)合粉末，其特征在于該銅包覆復(fù)合粉末由鍍銅超細(xì)粉末顆粒完全均勻包覆潤(rùn)滑相或耐磨相、或潤(rùn)滑相和耐磨相的混合粉末顆粒組成，所述銅包覆復(fù)合粉末中銅組份重量份為30～95，所述銅包覆復(fù)合粉末中潤(rùn)滑相或耐磨相、或潤(rùn)滑相和耐磨相的組份重量份為5～70。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅包覆復(fù)合粉末，其特征在于 所述銅包覆復(fù)合粉末中潤(rùn)滑相粉末顆粒為MoS2或WS2;所述銅 包覆復(fù)合粉末中耐磨相粉末顆粒為Al2(L或SiC0。
3 、制造權(quán)利要求1所述的銅包覆復(fù)合粉末的方法，其特征是該制備方法包括以下工藝步驟步驟A.潤(rùn)滑相和耐磨相顆粒粉末預(yù)處理將酒精與潤(rùn)滑相 和耐磨相顆粒粉末均勻混合，酒精與顆粒粉末的體積和重量比 例為，6 2(ml) :l(g)，待其活化分散后，作為鍍覆的基體；步驟B.銅鍍層制備將預(yù)處理過(guò)的潤(rùn)滑相和耐磨相顆粒混 合粉倒入化學(xué)鍍銅液中，攪拌均勻后加熱到80 95°C ，恒溫并 不斷攪拌，直到不再產(chǎn)生氣泡、反應(yīng)結(jié)束，形成鍍銅層；最后 將鈍化劑加入到鍍銅層的溶液中攪拌均勻；步驟C.后處理將鍍覆粉末與溶液分離過(guò)濾，用凈水洗滌 鍍覆粉末，在70 90°C的真空烘箱內(nèi)干燥1 1. 5小時(shí)后，制成 銅包覆復(fù)合粉末。 .
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的銅包覆復(fù)合粉末的制造方法，其特征是所述的化學(xué)鍍銅液中各組分組成為金屬銅鹽與還原劑的重量比例為，金屬銅鹽還原劑二 2.54:2.23;鈍化劑為復(fù)合粉末總重量的0. 1-0. 05% 。
5 、根據(jù)權(quán)利要求4所述的銅包覆復(fù)合粉末的制造方法，其特征是其中，所述的金屬銅鹽為硫酸銅。
6 、根據(jù)權(quán)利要求4所述的銅包覆復(fù)合粉末的制造方法，其特征是所述的還原劑為還原鐵粉。
7 、根據(jù)權(quán)利要求3所述的銅包覆復(fù)合粉末的制造方法，其特征是所述鈍化劑為苯駢三氮唑。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種銅包覆復(fù)合粉末及其制備方法，該銅包覆復(fù)合粉末由鍍銅超細(xì)粉末顆粒完全均勻包覆潤(rùn)滑相或耐磨相、或潤(rùn)滑相和耐磨相的混合粉末顆粒組成，所述銅包覆復(fù)合粉末中潤(rùn)滑相粉末顆粒為MoS₂、WS₂；所述銅包覆復(fù)合粉末中耐磨相粉末顆粒為Al₂O₃、SiC；所述銅包覆復(fù)合粉末中銅組份重量份為30～95；所述銅包覆復(fù)合粉末中潤(rùn)滑相或耐磨相、或潤(rùn)滑相和耐磨相的組份重量份為5～70。本發(fā)明的低成本銅包覆復(fù)合粉末，將提高銅基復(fù)合材料的減摩性、高溫強(qiáng)度和耐磨性。本發(fā)明產(chǎn)品的制備工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，適合于常規(guī)生產(chǎn)工藝。
文檔編號(hào)C10M103/00GK101130838SQ20071003588
公開(kāi)日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2007年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月11日
發(fā)明者沙 劉, 徐爾森 申請(qǐng)人:中南大學(xué);深圳市新宏泰粉末冶金有限公司