本发明属于粉末冶金，具体涉及一种铜基自润滑轴承复合材料及其制备方法。
背景技术：
1、铜基复合材料由于其优异的导热性、导电性和耐磨性，近年来得到了广泛的关注，在众多工业领域如电气、机械制造、航空航天等中扮演着不可或缺的角色。特别是在轴承材料中，轴承是现代工业和机械设备的重要零部件，其主要功能是支撑机械旋转体，铜基复合材料能够提供优异的承载能力和耐磨性，是传统轴承材料的重要替代品。然而，随着现代机械发展的不断深化，对轴承材料的润滑性提出了更高的要求，传统的铜基复合材料在某些极端服役环境下开始显现出局限性。
2、面对日益严苛和复杂的设备服役环境，如高温、高压、高速及腐蚀性介质等，传统的润滑方式往往难以满足长期稳定运行的需求。自润滑材料是一种能够在无外部润滑剂的情况下实现自我润滑的新型材料，其不仅省略了润滑装置和设备，还能有效减少摩擦、磨损，提高设备效率和寿命。将自润滑特性融入铜基复合材料中，有望解决传统铜基复合材料在恶劣环境下的润滑难题。
3、有鉴于此，为提升设备性能、延长使用寿命，研究开发一种强度高、自润滑性能好的铜基轴承复合材料就成为领域内亟待解决的关键技术问题。
技术实现思路
1、针对背景技术所提问题，本发明的目的在于提供一种铜基自润滑轴承复合材料及其制备方法，具体采用如下技术方案：
2、本发明提供一种铜基自润滑轴承复合材料，按体积百分比包括以下制备原料：
3、电解铜粉：93%-97%、
4、碳化硅：1%-3%、
5、碳纳米管：2%-6%。
6、进一步地，所述铜基自润滑轴承复合材料以电解铜粉（平均粒径约为5 μm，密度为8.9 g/cm3，纯度大于99.7%）为基体、以碳化硅（平均粒径约为1 μm，密度约为3.22 g/cm3）为增强组元、以碳纳米管（内径约为6 nm，外径约为12 nm，长度约为10 μm，密度约为0.1 g/cm3，纯度大于99%）为润滑组元，各组分按体积百分比构成为：电解铜粉：95%、碳化硅：1%、碳纳米管：4%。
7、本发明还提供了上述铜基自润滑轴承复合材料的制备方法，包括如下步骤：
8、1）按配方称取各原料，加入硬脂酸、锆球混合球磨；
9、2）将球磨所得混合粉压成生坯，随后真空烧结；
10、3）对烧结所得毛坯进行表面处理，即得铜基自润滑轴承复合材料。
11、进一步地，步骤1）所述硬脂酸的添加量为原料总质量的0.5 wt.%。
12、进一步地，步骤1）所述混合球磨的球料比为2:1，球磨转速为400转/分钟，球磨时间为200分钟，其中正反转交替进行，时间均设定为10分钟。
13、进一步地，步骤2）所述生坯的压成压力值为500 mpa。
14、进一步地，步骤2）所述真空烧结的空度为10-2~10-3pa，保护气体由氮气和氢气按体积比4:1组成；烧结升温速率为10 ℃/min，温度为900 ℃，保温时间6 h。
15、进一步地，步骤3）所得铜基自润滑轴承复合材料的布氏硬度为33-37 hbw；20 mpa下平均摩擦系数达0.21。
16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17、1、本发明制备的铜基自润滑轴承复合材料，以铜为基体、碳化硅为增强组元、碳纳米管为润滑组元，通过合理调控增强组元和润滑组元的成分含量，使所制备的复合材料具有优异的力学性能和摩擦学性能。研究发现，当碳化硅体积分数为1%、碳纳米管体积分数为4%、电解铜粉体积分数为95%时制备的复合材料性能达到最优；复合材料样品在摩擦过程中形成了连续且较厚的润滑膜，大大提升了复合材料的自润滑性能。
18、2、本发明对各原始粉末进行球磨，可以进一步细化颗粒，降低混合粉末间的团聚程度，提高复合材料的致密化程度，从而提升复合材料的力学性能和摩擦学性能。
19、3、本发明工艺简单，材料成本相对较低，制备得到的复合材料具有良好的力学性能和摩擦学性能，强度高、自润滑性能好，能够满足如今轴承材料的性能需求，具有很好的应用前景。
1.一种铜基自润滑轴承复合材料，其特征在于，按体积百分比包括以下制备原料：
2.如权利要求1所述铜基自润滑轴承复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述铜基自润滑轴承复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1）所述硬脂酸的添加量为原料总质量的0.5 wt.%。
4.根据权利要求2所述铜基自润滑轴承复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1）所述混合球磨的球料比为2:1，球磨转速为400转/分钟，球磨时间为200分钟，其中正反转交替进行，时间均设定为10分钟。
5.根据权利要求2所述铜基自润滑轴承复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2）所述生坯的压成压力值为500 mpa。
6.根据权利要求2所述铜基自润滑轴承复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2）所述真空烧结的空度为10-2~10-3 pa，保护气体由氮气和氢气按体积比4:1组成；烧结升温速率为10 ℃/min，温度为900 ℃，保温时间6 h。
7.根据权利要求2所述铜基自润滑轴承复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3）所得铜基自润滑轴承复合材料的布氏硬度为33-37 hbw；20 mpa下平均摩擦系数达0.21。