钢基铜塑复合材料的生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及钢基铜塑复合材料的生产工艺。
【背景技术】
[0002]钢基铜塑复合材料，主要是钢板为基体，钢板上高温烧结铜粉，铜粉烧结完成并冷却后，再在铜粉上再复合一层聚四氟乙烯成粉，后再进行低温烧结。但在使用中，由该复合材料制成的轴套使用时力矩小，寿命短，而且壁厚不均匀；。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于针对上述问题提供一种钢基铜塑复合材料的生产工艺，它工艺流程简单，生产产品耐磨性强，能延长材料使用寿命。
[0004]本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
钢基铜塑复合材料的生产工艺，它包括如下步骤:
O下料:按规定的尺寸裁剪出钢板和铜网；
2)镀铜:将钢板表面进行镀铜处理；
3)烧结、冷却:将铜网平铺在钢板上，一起放入通有保护气体的网带式烧结炉中，进行复合在一起，烧结温度为950°C，烧结时间为45~60分钟，烧结后通过一定长度的冷却套进行降温，至100°C —下出炉；
4)复合聚四氟乙烯合成胶体:在烧结好的铜网层上复合聚四氟乙烯合成胶体，并混入一种液态耐磨材料，最终得到成型的板材；
5)精轧:使用轧机对板材进行精轧；
6)烘干、冷却:使用烘干炉对板材进行烘干，使得聚四氟乙烯合成胶体固化在铜网缝隙中；
7)加压烧结:待板材降至常温后，将其进行加压烧结；
8)冷却:3小时后，冷却至100°C以下，取出样品，自然冷却至室温即加工成聚四氟乙烯钢基铜塑复合材料。
[0005]所述保护气体为氮-氢混合气体。
[0006]所述加压烧结时，加热温度为370~380°C，压力为40.0-50.0MPa0
[0007]本发明的有益效果是:
1)本发明结构简单，使用铜网和钢板复合，在铜网的表层复合一层聚四氟乙烯合成胶体，可使复合强度高，物质均匀度好，壁厚误差小，复合效率和质量得到提升；
2)本发明中保护气体为氮-氢混合气体，氢气可防止铜网层和镀铜层氧化，还能还原氧化铜；
3)本发明中添加了一种液态耐磨材料可提高聚四氟乙烯合成胶体的耐磨性能、耐烧胶性能和耐承载性能。
【附图说明】
[0008]图1为本发明工艺流程图。
【具体实施方式】
[0009]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0010]如图1所示，钢基铜塑复合材料的生产工艺，它包括如下步骤:
O下料:按规定的尺寸裁剪出钢板I和铜网2 ;
2)镀铜:将钢板I表面进行镀铜处理；
3)烧结、冷却:将铜网2平铺在钢板I上，一起放入通有保护气体的网带式烧结炉中，进行复合在一起，烧结温度为950°C，烧结时间为45~60分钟，烧结后通过一定长度的冷却套进行降温，至100°C —下出炉；
4)复合聚四氟乙烯合成胶体3:在烧结好的铜网2层上复合聚四氟乙烯合成胶体3，并混入一种液态耐磨材料，最终得到成型的板材；
5)精轧:使用轧机对板材进行精轧；
6)烘干、冷却:使用烘干炉对板材进行烘干，使得聚四氟乙烯合成胶体3固化在铜网2缝隙中；
7)加压烧结:待板材降至常温后，将其进行加压烧结；
8)冷却:3小时后，冷却至100°C以下，取出样品，自然冷却至室温即加工成聚四氟乙烯钢基铜塑复合材料。
[0011]保护气体为氮-氢混合气体。
[0012]加压烧结时，加热温度为370~380°C，压力为40.0-50.0MPa0
[0013]聚四氟乙烯合成胶体3含有聚四氟乙烯粉末、晶体玻纤、铅粉、聚四氟乙烯合成乳液、液态耐磨材料，按重量配比为2.7:1.5:2:1.25:4.5，其中聚四氟乙烯合成乳液为70%的聚四氟乙烯乳液和30%的石墨粉进行混合而成。
[0014]液态耐磨材料，它含有重量比为0.5%~1%的氨，3.5%~4.5%的二硫化钼，2%~3%的球墨分子，19^1.5%的镍，其余为铜，其中二硫化钼的含量为4%时其综合性能最好。
[0015]在加压烧结的过程中，当温度超过180 V时，要多次加压卸压，以便排气，实际上相当于对制件进行锻造，有助于提高制品的均一性和致密性。当温升至熔点以上时，再加压至一定的压力。当加热温度在370?380 0C范围内，压力在40.0?50.0 MPa之间时，制品的综合性能比较好。这是因为加工温度低于370 V时，聚四氟乙烯还没有完全由固体颗粒变成熔融状态，粒料之间还存在明显的缝隙，没有很好地融为一体，表面硬度较低。当加工温度在370?380 °C范围时，物料变成完全熔融，基本上成为一个均匀的整体，表现出较好的表面硬度。当加工温度继续升高到390°C，则物料开始分解，形成小分子。因此，压制后的试样表面硬度也比较低。
[0016]在一定范围内，压制试样的表面硬度随加工压力的增加而增大。这是因为物料熔融之后，聚四氟乙烯由固体颗粒变成了熔融态，流动性好，在压力的作用下，可以自由流动。随着压力的增加，熔融了的物料被逐渐压实，压制试样的表面逐渐增大，逐渐充满了模具的型腔。当压力增加到一定值时，熔融的物料间的空隙被完全压实，其表面硬度也不再增大，表面硬度值趋于稳定。压力在40.0?50.0 MPa之间时，其综合性能比较好。
[0017]根据钢基铜塑复合材料的3层结构特征，在其加工过程中，采用不同的加工工艺对应的复合材料表面的塑料层厚度是不一样的。复合材料中的塑料层厚度对制件的实际应用性能有很大影响，表现了复合材料的不同综合性能。复合材料的表面硬度随塑料层厚度的减小而增大。聚四氟乙烯自身存在硬度低、磨损率高、承载能力差等缺点。塑料层太厚，在工作状态下，复合材料具有良好的摩擦性能，但是表层的聚四氟乙烯降被大量地磨损掉，工件表面的硬度不足；没有塑料层，将是铜网裸露在外，其表面硬度接近钢的硬度，但是摩擦系数高；塑料层太薄，在工作磨损较大的情况下，特别是受到振动和撞击时，就会暴露出铜网层，同样降低了复合材料的摩擦性能。因此确定出适度的复合材料厚度，对于复合材料具有较高的承载能力和理想的摩擦系数具有重要的意义。通过对试验结果的分析得出，塑料层为0.2 mm时，3层结构复合材料的综合性能比较好的。
[0018]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种钢基铜塑复合材料的生产工艺，其特征在于:它包括如下步骤: 1)下料:按规定的尺寸裁剪出钢板和铜网； 2)镀铜:将钢板表面进行镀铜处理； 3)烧结、冷却:将铜网平铺在钢板上，一起放入通有保护气体的网带式烧结炉中，进行复合在一起，烧结温度为950°C，烧结时间为45~60分钟，烧结后通过一定长度的冷却套进行降温，至100°C —下出炉； 4)复合聚四氟乙烯合成胶体:在烧结好的铜网层上复合聚四氟乙烯合成胶体，并混入一种液态耐磨材料，最终得到成型的板材； 5)精轧:使用轧机对板材进行精轧； 6)烘干、冷却:使用烘干炉对板材进行烘干，使得聚四氟乙烯合成胶体固化在铜网缝隙中； 7)加压烧结:待板材降至常温后，将其进行加压烧结； 8)冷却:3小时后，冷却至100°C以下，取出样品，自然冷却至室温即加工成聚四氟乙烯钢基铜塑复合材料。2.根据权利要求1所述钢基铜塑复合材料的生产工艺，其特征在于:所述保护气体为氮-氢混合气体。3.根据权利要求1所述钢基铜塑复合材料的生产工艺，其特征在于:所述加压烧结时，加热温度为370~380°C，压力为40.0-50.0MPa0
【专利摘要】本发明公开了钢基铜塑复合材料的生产工艺，它包括如下步骤：1）下料；2）镀铜；3）烧结、冷却；4）复合聚四氟乙烯合成胶体；5）精轧；6）烘干、冷却；7）加压烧结；8）冷却；所述保护气体为氮-氢混合气体；所述加压烧结时，加热温度为370~380℃，压力为40.0~50.0MPa。本发明具有提高产品质量和稳定性，复合强度高的优点。
【IPC分类】B32B15/082, B32B27/30, B32B27/06, B32B27/04, B32B3/12
【公开号】CN104943275
【申请号】CN201510356668
【发明人】张永奎, 陈浩, 黄松, 曹永恒, 尚帅
【申请人】滁州达世汽车配件有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月25日