專利名稱：銅包覆復合粉末及其制備方法
技術領域：
本發明涉及 一 種銅包覆復合粉末，本發明還涉及該銅包覆 復合粉末的制備方法。
技術背景銅包覆復合粉末是制造銅基復合材料及其零部件的原材 料，銅基復合材料以其獨特的導電導熱性和耐磨性、低摩擦系 數和較高機械強度等優異性能，成為制作高速自潤滑含油軸承、 齒輪及滑動部件，以及電刷和電接觸等部件的重要材料，在航 空航天、機械、汽車、電器等行業有廣泛市場需求。銅包覆復合粉末可采用化學鍍方法制備，目前國內報道的 制備方法成本較高，因為其制備過程包括鍍覆基體的活化、敏化、親水化、粗化等預處理工藝，需要應用昂貴的PaCl或AgN0:; 等試劑。同時化學鍍時大量絡合劑的加入，也使銅包覆復合粉 末制備成本據高不下，從而導致國內粉末冶金工業上應用化學 鍍銅包覆復合粉末極為罕見。另外，普通銅基復合粉末材料不同時含有潤滑相和耐磨相， 致使其產品減摩性、高溫強度和耐磨性受到很大影響，使用壽 命較低。以機動車電刷為例，國產啟動只能達到1萬次左右， 而英國摩根公司產品可達3萬次。由本低成本銅包覆復合粉末制成的銅基復合材料，可同時 含有潤滑相和耐磨相兩種組元，大大提高了銅基復合材料的性 能，其產品使用壽命提高2 4倍。發明內容本發明所要解決的技術問題是提供 一 種生產低成本，減摩 性好、高溫強度和耐磨性能好，使用壽命長的銅包覆復合粉末。本發明還要解決的第二技術問題是提供 一 種工藝簡單的銅 包覆復合粉末的制備方法。為了解決上述技術問題，本發明提供的銅包覆復合粉末， 由鍍銅超細粉末顆粒完全均勻包覆潤滑相或耐磨相、或潤滑相 和耐磨相的混合粉末顆粒組成，所述銅包覆復合粉末中潤滑相 粉末顆粒為MoS2或WS2;所述銅包覆復合粉末中耐磨相粉末顆 粒為Al20:,或SiC;所述銅包覆復合粉末中銅組份重量份為 30 95;所述銅包覆復合粉末中潤滑相或耐磨相、或潤滑相和 耐磨相的組份重量份為5 70。低成本銅包覆復合粉末的制備方法包括以下工藝步驟-步驟A.潤滑相和耐磨相顆粒粉末預處理將酒精與潤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.銅鍍層制備將預處理過的潤滑相和耐磨相顆粒混 合粉倒入化學鍍銅液中，攪拌均勻后加熱到80 95°C ,恒溫并 不斷攪拌，直到不再產生氣泡、反應結束，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濾，用凈水洗滌 鍍覆粉末，在70 90°C的真空烘箱內干燥1 1.5小時后，制成 低成本銅包覆復合粉末。與現有技術相比，本發明具有以下突出優點 1 、本發明的低成本銅包覆復合粉末，可同時含有潤滑相和 耐磨相，這些成分組成的材料，將提高銅基復合材料的減摩性、 高溫強度和耐磨性。2 、本發明產品的制備方法簡單，成本低廉，適合于常規生產工藝。用本發明的低成本銅包覆復合粉末制成的銅基復合材料， 可同時含有潤滑相和耐磨相。與普通銅基復合材料相比，本銅 基復合材料性能提高10 30%，銅基復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滑含油軸承、齒輪及滑 動部件，以及電刷和電接觸等部件的重要材料，在航空航天、 機械、汽車、電器等行業有廣泛市場需求。綜上所述，本發明是一種生產低成本，減摩性好、高溫強 度和耐磨性能好，使用壽命長的銅包覆復合粉末，其生產工藝 簡單。
具體實施方式
以下結合具體實施例對本發明作進 一 步說明。實施例1:Cu-70%MoS2 (或WS2、或A 1 203 、或SiC)包覆復合粉末。 預處理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化學鍍銅液中，然后進行銅包覆。化學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 。包覆實驗完成后，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 末與溶液分離過濾，用凈水洗滌，在70 。C的真空烘箱內干燥1.5 小時。制得Cu-70%MoS2 (或WS2、或A 1 203 、或SiC)包覆復合 粉末。實施例2:Cu-39% MoS2-l % A 1 203包覆復合粉末。預處理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。預處理后的MoS2和AhO:,混合粉末分散在1000 mL鍍液 中，然后進行銅包覆。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 。包覆實驗完成后，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濾，用凈水洗滌，在9(TC的真空烘箱 內干燥1小時。制得Cu-39%MoS2-1%八1 203包覆復合粉末。實施例3:Cu-15 % WS2-15% SiC包覆復合粉末。 預處理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。 預處理后的MoS2和八1203混合粉末分散在1200 mL鍍液中，然后 進行銅包覆。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 。包覆實驗完成后，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 末與溶液分離過濾，用凈水洗滌，在80°C的真空烘箱內千燥1.2 小時。制得Cu-15。％ WS2-15% SiC包覆復合粉末。包覆復合粉末。
實施例4:
Cu-4% MoS廣1 % SiC包覆復合粉末。 預處理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。 預處理后的MoS2和SiC混合粉末分散在4000 mL鍍液中，然后 進行銅包覆。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 。包覆實驗完成后，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 末與溶液分離過濾，用凈水洗滌，在90°C的真空烘箱內干燥1.5 小時。制得Cu-4% MoS2-1 % SiC包覆復合粉末。
權利要求
1、一種銅包覆復合粉末，其特征在于該銅包覆復合粉末由鍍銅超細粉末顆粒完全均勻包覆潤滑相或耐磨相、或潤滑相和耐磨相的混合粉末顆粒組成，所述銅包覆復合粉末中銅組份重量份為30～95，所述銅包覆復合粉末中潤滑相或耐磨相、或潤滑相和耐磨相的組份重量份為5～70。
2、 根據權利要求1所述的銅包覆復合粉末，其特征在于 所述銅包覆復合粉末中潤滑相粉末顆粒為MoS2或WS2;所述銅 包覆復合粉末中耐磨相粉末顆粒為Al2(L或SiC0。
3 、制造權利要求1所述的銅包覆復合粉末的方法，其特征是該制備方法包括以下工藝步驟步驟A.潤滑相和耐磨相顆粒粉末預處理將酒精與潤滑相 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.銅鍍層制備將預處理過的潤滑相和耐磨相顆粒混 合粉倒入化學鍍銅液中，攪拌均勻后加熱到80 95°C ，恒溫并 不斷攪拌，直到不再產生氣泡、反應結束，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濾，用凈水洗滌 鍍覆粉末，在70 90°C的真空烘箱內干燥1 1. 5小時后，制成 銅包覆復合粉末。 .
4、根據權利要求3所述的銅包覆復合粉末的制造方法，其特征是所述的化學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;鈍化劑為復合粉末總重量的0. 1-0. 05% 。
5 、根據權利要求4所述的銅包覆復合粉末的制造方法，其特征是其中，所述的金屬銅鹽為硫酸銅。
6 、根據權利要求4所述的銅包覆復合粉末的制造方法，其特征是所述的還原劑為還原鐵粉。
7 、根據權利要求3所述的銅包覆復合粉末的制造方法，其特征是所述鈍化劑為苯駢三氮唑。
全文摘要
本發明公開了一種銅包覆復合粉末及其制備方法，該銅包覆復合粉末由鍍銅超細粉末顆粒完全均勻包覆潤滑相或耐磨相、或潤滑相和耐磨相的混合粉末顆粒組成，所述銅包覆復合粉末中潤滑相粉末顆粒為MoS<sub>2</sub>、WS<sub>2</sub>；所述銅包覆復合粉末中耐磨相粉末顆粒為Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>、SiC；所述銅包覆復合粉末中銅組份重量份為30～95；所述銅包覆復合粉末中潤滑相或耐磨相、或潤滑相和耐磨相的組份重量份為5～70。本發明的低成本銅包覆復合粉末，將提高銅基復合材料的減摩性、高溫強度和耐磨性。本發明產品的制備工藝簡單，成本低廉，適合于常規生產工藝。
文檔編號C10M103/00GK101130838SQ20071003588
公開日2008年2月27日 申請日期2007年10月11日 優先權日2007年10月11日
發明者沙 劉, 徐爾森 申請人:中南大學;深圳市新宏泰粉末冶金有限公司