含多元润滑相TiAl基自润滑复合材料及其制备方法

摘要

一种含多元润滑相TiAl基自润滑复合材料及其制备方法，属于复合材料技术领域。含多元润滑相TiAl基自润滑复合材料，其化学成分的质量百分比为：TiCx：10‑30wt.％、Ti3SiC2和OLC混合物：10‑30wt.％、Cr：1‑5wt.％，其余为Ti粉和Al粉；所述TiCx中0.4≤x≤1.1；其制备方法为：把上述成分进行球混，制得混合粉末；然后进行烘干、预压成型；烧结、抛光。本发明制得的TiAl基自润滑复合材料不仅具有较低的高低温摩擦系数和磨损率，而且具有高承载、高强度等性能，适用于批量化生产自润滑轴承等材料。

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种含多元润滑相TiAl基自润滑复合材料及其制备方法。

背景技术

随着机械行业的迅速发展，TiAl合金被广泛应用到很多领域中，但TiAl合金的高摩擦系数和磨损量限制了其广泛应用。为了改善TiAl合金的摩擦磨损性能，章桥新等人发明了一种TiAl-石墨烯-Ti₃SiC₂自润滑复合材料，所制得复合材料纯度高、晶粒细小、致密度高，且具有优良的力学性能和摩擦学性能[章桥新，徐增师，史晓亮，等.一种TiAl-石墨烯-Ti₃SiC₂自润滑复合材料及其制备方法[P].湖北：CN103882257A，2014]；史晓亮等人发明一种含有Ti₃SiC₂、Ti₂AlC和C三元复合润滑相和增强相TiC的TiAl金属间化合物基固体自润滑复合材料。合成的自润滑复合材料致密度高、摩擦学性能好、工艺参数稳定，制备过程快捷简单，易操作[史晓亮，彭美超，章桥新，等.一种TiAl金属间化合物基固体自润滑复合材料及其制备方法[P].湖北：CN102492871A，2012]；Zhai>3SiC₂和MoS₂润滑相制备TiAl基自润滑复合材料(TMC)。研究表明，添加10wt.％(Ti₃SiC₂-MoS₂)润滑相的TMC由于摩擦表面产生独特的分层结构具有良好的摩擦学性能[Zhai>3SiC₂-MoS₂Composites>

发明内容

本发明的目的是提供一种含多元润滑相TiAl基自润滑复合材料及其制备方法，多元润滑相TiAl基自润滑复合材料不仅具有较低的高低温摩擦系数和磨损率，而且具有高承载、高强度等性能，适用于批量化生产自润滑轴承等材料。

本发明的技术方案为：

一种含多元润滑相TiAl基自润滑复合材料，其化学成分的质量百分比为：TiC_x：10-30wt.％、Ti₃SiC₂和OLC(碳纳米葱)混合物：10-30wt.％、Cr：1-5wt.％，其余为Ti粉和Al粉；所述TiC_x中0.4≤x≤1.1。

所述Ti₃SiC₂和OLC混合物中，Ti₃SiC₂和OLC(碳纳米葱)的质量比为3:1；所述复合材料中Ti和Al摩尔比为1:0.85-0.95。

所述TiC_x的粒度为20-45μm；Ti₃SiC₂的粒度为80-200目；OLC(碳纳米葱)的粒度为3-8nm，Ti、Al、Cr的粒度为10-30μm；所述OLC(碳纳米葱)制备原料为纳米金刚石。

本发明还提供了含多元润滑相TiAl基自润滑复合材料的制备方法，其包括以下步骤：

(1)氩气氛围中采用行星式球磨机先把TiC_x粉、Cr粉、Ti粉和Al粉进行均匀球混，酒精作为分散剂，磨球采用WC硬质合金球，球料比6:1，转速200-350r/min，球磨时间2-3h；随后加入Ti₃SiC₂和OLC(碳纳米葱)混合物，再以相同转速球磨0.5h，制得混合粉末；

所述复合材料的化学成分的质量百分比为：TiC_x：10-30wt.％、Ti₃SiC₂和OLC(碳纳米葱)混合物：10-30wt.％、Cr：1-5wt.％，其余为Ti粉和Al粉；所述TiC_x中0.4≤x≤1.1；

(2)将上述步骤(1)的混合粉末在氩气氛围内烘干，并装入石墨模具中预压成型，压力为15-30MPa，保压时间为10-30s；

(3)将步骤(2)的模具放入炉中，氩气氛围内进行放电等离子烧结，烧结温度为1000-1250℃，升温速率为60-90℃/min，烧结压力为30-50MPa，真空度15-40Pa，保温10-30min，得到毛坯试件；

(4)将步骤(3)制备的毛坯试件进行表面抛光处理，得到以TiC_x、Ti₃SiC₂和OLC(碳纳米葱)为润滑相的TiAl基自润滑复合材料。

所述Ti₃SiC₂和OLC(碳纳米葱)混合物中，Ti₃SiC₂和OLC(碳纳米葱)的质量比为3:1；所述复合材料中Ti和Al摩尔比为1:0.85-0.95。

所述TiC_x的粒度为20-45μm；Ti₃SiC₂的粒度为80-200目；OLC(碳纳米葱)的粒度为3-8nm，Ti、Al、Cr的粒度为10-30μm；所述OLC制备原料为纳米金刚石。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明采用TiAl合金作为基体，在TiC_x、Ti₃SiC₂和OLC(碳纳米葱)多种润滑相的协同作用下，不仅强化了TiAl基自润滑复合材料的机械性能，还能在较宽温度范围内产生润滑效果，减小其摩擦系数，降低磨损率。

2、所添加的OLC为润滑相，改善TiAl较高干摩擦系数和磨损率的缺陷，在摩擦过程中会产生石墨碎片、无定形碳，甚至类金刚石镀膜，进一步丰富润滑机制；其次，OLC具有金刚石核心，可以增强基体的耐磨损能力。

3、本发明制得的TiAl基自润滑复合材料不仅具有较低的高低温摩擦系数和磨损率，而且具有高承载、高强度等性能，适用于批量化生产自润滑轴承等材料。

附图说明

图1为本发明带有金刚石核心的OLC的HRTEM图。

具体实施方式

实施例1

按TiC_0.4为15wt.％、Ti₃SiC₂和OLC(Ti₃SiC₂和OLC质量比为3:1)为10wt.％、Cr为1wt.％，其余为Ti粉和Al粉(Ti与Al摩尔比为1:0.9)的比例，将TiC_0.4粉、Cr粉、Ti粉和Al粉在氩气氛围中采用行星式球磨机中进行均匀球混，加入无水酒精作为分散剂，磨球采用WC硬质合金球，球料比6:1，转速250r/min，混料时间2.5h；随后加入Ti₃SiC₂(80目)和OLC颗粒，再以相同转速混料0.5h，制得混合粉末；

将混合粉末在氩气氛围内烘干，并装入石墨模具中预压成型，压力15MPa，保压时间18s；然后将其放入炉中氩气氛围内进行SPS烧结，烧结温度为1100℃，升温速率为70℃/min，烧结压力为30MPa，真空度30Pa，保温10min，得到毛坯试件；

将上述制备的毛坯试件进行表面抛光处理得到以TiC_0.4、Ti₃SiC₂和OLC为润滑相的TiAl基自润滑复合材料。

本实施例中所述TiC_0.4的粒度为20-45μm；Ti₃SiC₂的粒度为80-200目；OLC的粒度为3-8nm，Ti、Al、Cr的粒度为10-30μm；

实施例2

按TiC_0.6为15wt.％、Ti₃SiC₂和OLC(Ti₃SiC₂和OLC质量比为3:1)为20wt.％、Cr为2wt.％，其余为Ti粉和Al粉(Ti与Al摩尔比为1:0.85)的比例，将TiC_0.6粉、Cr粉、Ti粉和Al粉在氩气氛围中采用行星式球磨机对其进行均匀球混，加入无水酒精作为分散剂，磨球采用硬质合金球，球料比6:1，转速200r/min，混料时间2h；随后加入Ti₃SiC₂(120目)和OLC颗粒，再以相同转速混料0.5h，制得混合粉末；

将混合粉末在氩气氛围内烘干，并装入石墨模具中预压成型，压力20MPa，保压时间10s；然后将其放入炉中氩气氛围内进行SPS烧结，烧结温度为1100℃，升温速率为70℃/min，烧结压力为40MPa，真空度30Pa，保温15min，得到毛坯试件；

将上述制备的毛坯试件进行表面抛光处理得到以TiC_0.6、Ti₃SiC₂和OLC为润滑相的TiAl基自润滑复合材料。

本实施例中所述TiC_0.4的粒度为20-45μm；Ti₃SiC₂的粒度为80-200目；OLC的粒度为3-8nm，Ti、Al、Cr的粒度为10-30μm；

实施例3

按TiC_0.4为30wt.％、Ti₃SiC₂和OLC(Ti₃SiC₂和OLC质量比为3:1)为10wt.％、Cr为1wt.％，其余为Ti粉和Al粉(Ti与Al摩尔比为1:0.95)的比例，将TiC_0.4粉、Cr粉、Ti粉和Al粉在氩气氛围中采用行星式球磨机对其进行均匀球混，加入无水酒精作为分散剂，磨球采用硬质合金球，球料比6:1，转速200r/min，混料时间2.5h；随后加入Ti₃SiC₂(130目)和OLC颗粒，再以相同转速混料0.5h，制得混合粉末；

将混合粉末在氩气氛围内烘干，并装入石墨模具中预压成型，压力15MPa，保压时间20s；然后将其放入炉中氩气氛围内进行SPS烧结，烧结温度为1100℃，升温速率为90℃/min，烧结压力为30MPa，真空度20Pa，保温10min，得到毛坯试件；

将上述制备的毛坯试件进行表面抛光处理得到以TiC_0.4、Ti₃SiC₂和OLC为润滑相的TiAl基自润滑复合材料。

本实施例中所述TiC_0.4的粒度为20-45μm；Ti₃SiC₂的粒度为80-200目；OLC的粒度为3-8nm，Ti、Al、Cr的粒度为10-30μm；

实施例4

按TiC_0.8为10wt.％、Ti₃SiC₂和OLC(Ti₃SiC₂和OLC质量比为3:1)为30wt.％、Cr为5wt.％，其余为Ti粉和Al粉(Ti与Al摩尔比为1:0.86)的比例，将TiC_0.8粉、Cr粉、Ti粉和Al粉在氩气氛围中采用行星式球磨机对其进行均匀球混，加入无水酒精作为分散剂，磨球采用硬质合金球，球料比6:1，转速350r/min，混料时间2.2h；随后加入Ti₃SiC₂(160)和OLC颗粒，再以相同转速混料0.5h，制得混合粉末；

将混合粉末在氩气氛围内烘干，并装入石墨模具中预压成型，压力21MPa，保压时间12s；然后将其放入炉中氩气氛围内进行SPS烧结，烧结温度为1250℃，升温速率为60℃/min，烧结压力为45MPa，真空度17Pa，保温25min，得到毛坯试件；

将上述制备的毛坯试件进行表面抛光处理得到以TiC_0.8、Ti₃SiC₂和OLC为润滑相的TiAl基自润滑复合材料。

本实施例中所述TiC_0.4的粒度为20-45μm；Ti₃SiC₂的粒度为80-200目；OLC的粒度为3-8nm，Ti、Al、Cr的粒度为10-30μm；

实施例5

按TiC_0.9为11wt.％、Ti₃SiC₂和OLC(Ti₃SiC₂和OLC质量比为3:1)为17wt.％、Cr为4wt.％，其余为Ti粉和Al粉(Ti与Al摩尔比为1:0.89)的比例，将TiC_0.9粉、Cr粉、Ti粉和Al粉在氩气氛围中采用行星式球磨机对其进行均匀球混，加入无水酒精作为分散剂，磨球采用硬质合金球，球料比6:1，转速220r/min，混料时间2.1h；随后加入Ti₃SiC₂(170)和OLC颗粒，再以相同转速混料0.5h，制得混合粉末；

将混合粉末在氩气氛围内烘干，并装入石墨模具中预压成型，压力25MPa，保压时间22s；然后将其放入炉中氩气氛围内进行SPS烧结，烧结温度为1060℃，升温速率为80℃/min，烧结压力为50MPa，真空度35Pa，保温14min，得到毛坯试件；

将上述制备的毛坯试件进行表面抛光处理得到以TiC_0.9、Ti₃SiC₂和OLC为润滑相的TiAl基自润滑复合材料。

本实施例中所述TiC_0.4的粒度为20-45μm；Ti₃SiC₂的粒度为80-200目；OLC的粒度为3-8nm，Ti、Al、Cr的粒度为10-30μm；

实施例6

按TiC_1.1为27wt.％、Ti₃SiC₂和OLC(Ti₃SiC₂和OLC质量比为3:1)为28wt.％、Cr为2wt.％，其余为Ti粉和Al粉(Ti与Al摩尔比为1:0.91)的比例，将TiC_1.1粉、Cr粉、Ti粉和Al粉在氩气氛围中采用行星式球磨机对其进行均匀球混，加入无水酒精作为分散剂，磨球采用硬质合金球，球料比6:1，转速290r/min，混料时间2.2h；随后加入Ti₃SiC₂(180目)和OLC颗粒，再以相同转速混料0.5h，制得混合粉末；

将混合粉末在氩气氛围内烘干，并装入石墨模具中预压成型，压力17MPa，保压时间15s；然后将其放入炉中氩气氛围内进行SPS烧结，烧结温度为1150℃，升温速率为90℃/min，烧结压力为42MPa，真空度37Pa，保温28min，得到毛坯试件；

将上述制备的毛坯试件进行表面抛光处理得到以TiC_1.1、Ti₃SiC₂和OLC为润滑相的TiAl基自润滑复合材料。

本实施例中所述TiC_0.4的粒度为20-45μm；Ti₃SiC₂的粒度为80-200目；OLC的粒度为3-8nm，Ti、Al、Cr的粒度为10-30μm；

实施例7

按TiC_0.7为17wt.％、Ti₃SiC₂和OLC(Ti₃SiC₂和OLC质量比为3:1)为19wt.％、Cr为3wt.％，其余为Ti粉和Al粉(Ti与Al摩尔比为1:0.85)的比例，将TiC_0.7粉、Cr粉、Ti粉和Al粉在氩气氛围中采用行星式球磨机对其进行均匀球混，加入无水酒精作为分散剂，磨球采用硬质合金球，球料比6:1，转速310r/min，混料时间2.7h；随后加入Ti₃SiC₂(90目)和OLC颗粒，再以相同转速混料0.5h，制得混合粉末；

将混合粉末在氩气氛围内烘干，并装入石墨模具中预压成型，压力28MPa，保压时间28s；然后将其放入炉中氩气氛围内进行SPS烧结，烧结温度为1220℃，升温速率为60℃/min，烧结压力为32MPa，真空度19Pa，保温17min，得到毛坯试件；

将上述制备的毛坯试件进行表面抛光处理得到以TiC_0.7、Ti₃SiC₂和OLC为润滑相的TiAl基自润滑复合材料。

本实施例中所述TiC_0.4的粒度为20-45μm；Ti₃SiC₂的粒度为80-200目；OLC的粒度为3-8nm，Ti、Al、Cr的粒度为10-30μm；

实施例8

按TiC_0.5为30wt.％、Ti₃SiC₂和OLC(Ti₃SiC₂和OLC质量比为3:1)为25wt.％、Cr为1wt.％，其余为Ti粉和Al粉(Ti与Al摩尔比为1:0.93)的比例，将TiC_0.5粉、Cr粉、Ti粉和Al粉在氩气氛围中采用行星式球磨机对其进行均匀球混，加入无水酒精作为分散剂，磨球采用硬质合金球，球料比6:1，转速320r/min，混料时间2.6h；随后加入Ti₃SiC₂(130目)和OLC颗粒，再以相同转速混料0.5h，制得混合粉末；

将混合粉末在氩气氛围内烘干，并装入石墨模具中预压成型，压力16MPa，保压时间17s；然后将其放入炉中氩气氛围内进行SPS烧结，烧结温度为1000℃，升温速率为70℃/min，烧结压力为35MPa，真空度35Pa，保温22min，得到毛坯试件；

将上述制备的毛坯试件进行表面抛光处理得到以TiC_0.5、Ti₃SiC₂和OLC为润滑相的TiAl基自润滑复合材料。

本实施例中所述TiC_0.4的粒度为20-45μm；Ti₃SiC₂的粒度为80-200目；OLC的粒度为3-8nm，Ti、Al、Cr的粒度为10-30μm；

实施例9

按TiC_0.9为10wt.％、Ti₃SiC₂和OLC(Ti₃SiC₂和OLC质量比为3:1)为13wt.％、Cr为3wt.％，其余为Ti粉和Al粉(Ti与Al摩尔比为1:0.9)的比例，将TiC_0.9粉、Cr粉、Ti粉和Al粉在氩气氛围中采用行星式球磨机对其进行均匀球混，加入无水酒精作为分散剂，磨球采用硬质合金球，球料比6:1，转速260r/min，混料时间2h；随后加入Ti₃SiC₂(140目)和OLC颗粒，再以相同转速混料0.5h，制得混合粉末；OLC制备原料为纳米金刚石。

将混合粉末在氩气氛围内烘干，并装入石墨模具中预压成型，压力18MPa，保压时间13s；然后将其放入炉中氩气氛围内进行SPS烧结，烧结温度为1040℃，升温速率为80℃/min，烧结压力为40MPa，真空度37Pa，保温13min，得到毛坯试件；

将上述制备的毛坯试件进行表面抛光处理得到以TiC_0.9、Ti₃SiC₂和OLC为润滑相的TiAl基自润滑复合材料。

本实施例中所述TiC_0.4的粒度为20-45μm；Ti₃SiC₂的粒度为80-200目；OLC的粒度为3-8nm，Ti、Al、Cr的粒度为10-30μm；

实施例10

按TiC_1.1为29wt.％、Ti₃SiC₂和OLC(Ti₃SiC₂和OLC质量比为3:1)为12wt.％、Cr为1wt.％，其余为Ti粉和Al粉(Ti与Al摩尔比为1:0.89)的比例，将TiC_1.1粉、Cr粉、Ti粉和Al粉在氩气氛围中采用行星式球磨机对其进行均匀球混，加入无水酒精作为分散剂，磨球采用硬质合金球，球料比6:1，转速290r/min，混料时间2.5h；随后加入Ti₃SiC₂(100目)和OLC颗粒，再以相同转速混料0.5h，制得混合粉末；

将混合粉末在氩气氛围内烘干，并装入石墨模具中预压成型，压力28MPa，保压时间30s；然后将其放入炉中氩气氛围内进行SPS烧结，烧结温度为1200℃，升温速率为80℃/min，烧结压力为36MPa，真空度20Pa，保温20min，得到毛坯试件；

将上述制备的毛坯试件进行表面抛光处理得到以TiC_1.1、Ti₃SiC₂和OLC为润滑相的TiAl基自润滑复合材料。

本实施例中所述TiC_0.4的粒度为20-45μm；Ti₃SiC₂的粒度为80-200目；OLC的粒度为3-8nm，Ti、Al、Cr的粒度为10-30μm；

实施例11

按TiC_0.5为10wt.％、Ti₃SiC₂和OLC(Ti₃SiC₂和OLC质量比为3:1)为26wt.％、Cr为5wt.％，其余为Ti粉和Al粉(Ti与Al摩尔比为1:0.85)的比例，将TiC_0.5粉、Cr粉、Ti粉和Al粉在氩气氛围中采用行星式球磨机对其进行均匀球混，加入无水酒精作为分散剂，磨球采用硬质合金球，球料比6:1，转速330r/min，混料时间2h；随后加入Ti₃SiC₂(110目)和OLC颗粒，再以相同转速混料0.5h，制得混合粉末；

将混合粉末在氩气氛围内烘干，并装入石墨模具中预压成型，压力17MPa，保压时间15s；然后将其放入炉中氩气氛围内进行SPS烧结，烧结温度为1050℃，升温速率为70℃/min，烧结压力为45MPa，真空度25Pa，保温21min，得到毛坯试件；

将上述制备的毛坯试件进行表面抛光处理得到以TiC_0.5、Ti₃SiC₂和OLC为润滑相的TiAl基自润滑复合材料。

本实施例中所述TiC_0.4的粒度为20-45μm；Ti₃SiC₂的粒度为80-200目；OLC的粒度为3-8nm，Ti、Al、Cr的粒度为10-30μm；

实施例12

按TiC_0.5为20wt.％、Ti₃SiC₂和OLC(Ti₃SiC₂和OLC质量比为3:1)为22wt.％、Cr为4wt.％，其余为Ti粉和Al粉(Ti与Al摩尔比为1:0.92)的比例，将TiC_0.5粉、Cr粉、Ti粉和Al粉在氩气氛围中采用行星式球磨机对其进行均匀球混，加入无水酒精作为分散剂，磨球采用硬质合金球，球料比6:1，转速270r/min，混料时间2.8h；随后加入Ti₃SiC₂(140目)和OLC颗粒，再以相同转速混料0.5h，制得混合粉末；OLC制备原料为纳米金刚石。

将混合粉末在氩气氛围内烘干，并装入石墨模具中预压成型，压力21MPa，保压时间10s；然后将其放入炉中氩气氛围内进行SPS烧结，烧结温度为1180℃，升温速率为80℃/min，烧结压力为30MPa，真空度15Pa，保温24min，得到毛坯试件；

将上述制备的毛坯试件进行表面抛光处理得到以TiC_0.5、Ti₃SiC₂和OLC为润滑相的TiAl基自润滑复合材料。

本实施例中所述TiC_0.4的粒度为20-45μm；Ti₃SiC₂的粒度为80-200目；OLC的粒度为3-8nm，Ti、Al、Cr的粒度为10-30μm；

实施例13

按TiC_1.1为10wt.％、Ti₃SiC₂和OLC(Ti₃SiC₂和OLC质量比为3:1)为12wt.％、Cr为5wt.％，其余为Ti粉和Al粉(Ti与Al摩尔比为1:0.9)的比例，将TiC_1.1粉、Cr粉、Ti粉和Al粉在氩气氛围中采用行星式球磨机对其进行均匀球混，加入无水酒精作为分散剂，磨球采用硬质合金球，球料比6:1，转速320r/min，混料时间3h；随后加入Ti₃SiC₂(180目)和OLC颗粒，再以相同转速混料0.5h，制得混合粉末；

将混合粉末在氩气氛围内烘干，并装入石墨模具中预压成型，压力30MPa，保压时间25s；然后将其放入炉中氩气氛围内进行SPS烧结，烧结温度为1200℃，升温速率为90℃/min，烧结压力为44MPa，真空度22Pa，保温13min，得到毛坯试件；

将上述制备的毛坯试件进行表面抛光处理得到以TiC_1.1、Ti₃SiC₂和OLC为润滑相的TiAl基自润滑复合材料。

本实施例中所述TiC_0.4的粒度为20-45μm；Ti₃SiC₂的粒度为80-200目；OLC的粒度为3-8nm，Ti、Al、Cr的粒度为10-30μm。

实施例14

按TiC_0.8为20wt.％、Ti₃SiC₂和OLC(Ti₃SiC₂和OLC质量比为3:1)为29wt.％、Cr为4wt.％，其余为Ti粉和Al粉(Ti与Al摩尔比为1:0.87)的比例，将TiC_0.8粉、Cr粉、Ti粉和Al粉在氩气氛围中采用行星式球磨机对其进行均匀球混，加入无水酒精作为分散剂，磨球采用硬质合金球，球料比6:1，转速350r/min，混料时间2.1h；随后加入Ti₃SiC₂(190目)和OLC颗粒，再以相同转速混料0.5h，制得混合粉末；OLC制备原料为纳米金刚石。

将混合粉末在氩气氛围内烘干，并装入石墨模具中预压成型，压力20MPa，保压时间20s；然后将其放入炉中氩气氛围内进行SPS烧结，烧结温度为1210℃，升温速率为60℃/min，烧结压力为50MPa，真空度40Pa，保温12min，得到毛坯试件；

将上述制备的毛坯试件进行表面抛光处理得到以TiC_0.8、Ti₃SiC₂和OLC为润滑相的TiAl基自润滑复合材料。

本实施例中所述TiC_0.4的粒度为20-45μm；Ti₃SiC₂的粒度为80-200目；OLC的粒度为3-8nm，Ti、Al、Cr的粒度为10-30μm。

实施例15

按TiC_0.6为13wt.％、Ti₃SiC₂和OLC(Ti₃SiC₂和OLC质量比为3:1)为15wt.％、Cr为1wt.％，其余为Ti粉和Al粉(Ti与Al摩尔比为1:0.95)的比例，将TiC_0.6粉、Cr粉、Ti粉和Al粉在氩气氛围中采用行星式球磨机对其进行均匀球混，加入无水酒精作为分散剂，磨球采用硬质合金球，球料比6:1，转速350r/min，混料时间3h；随后加入Ti₃SiC₂(150目)和OLC颗粒，再以相同转速混料0.5h，制得混合粉末；

将混合粉末在氩气氛围内烘干，并装入石墨模具中预压成型，压力22MPa，保压时间19s；然后将其放入炉中氩气氛围内进行SPS烧结，烧结温度为1150℃，升温速率为60℃/min，烧结压力为30MPa，真空度33Pa，保温27min，得到毛坯试件；

将上述制备的毛坯试件进行表面抛光处理得到以TiC_0.6、Ti₃SiC₂和OLC为润滑相的TiAl基自润滑复合材料。

本实施例中所述TiC_0.4的粒度为20-45μm；Ti₃SiC₂的粒度为80-200目；OLC的粒度为3-8nm，Ti、Al、Cr的粒度为10-30μm。

实施例16

按TiC_0.4为25wt.％、Ti₃SiC₂和OLC(Ti₃SiC₂和OLC质量比为3:1)为24wt.％、Cr为2wt.％，其余为Ti粉和Al粉(Ti与Al摩尔比为1:0.86)的比例，将TiC_0.4粉、Cr粉、Ti粉和Al粉在氩气氛围中采用行星式球磨机对其进行均匀球混，加入无水酒精作为分散剂，磨球采用硬质合金球，球料比6:1，转速200r/min，混料时间2h；随后加入Ti₃SiC₂(120目)和OLC颗粒，再以相同转速混料0.5h，制得混合粉末；

将混合粉末在氩气氛围内烘干，并装入石墨模具中预压成型，压力19MPa，保压时间27s；然后将其放入炉中氩气氛围内进行SPS烧结，烧结温度为1000℃，升温速率为90℃/min，烧结压力为39MPa，真空度18Pa，保温24min，得到毛坯试件；

将上述制备的毛坯试件进行表面抛光处理得到以TiC_0.4、Ti₃SiC₂和OLC为润滑相的TiAl基自润滑复合材料。

本实施例中所述TiC_0.4的粒度为20-45μm；Ti₃SiC₂的粒度为80-200目；OLC的粒度为3-8nm，Ti、Al、Cr的粒度为10-30μm。

实施例17

按TiC_0.7为19wt.％、Ti₃SiC₂和OLC(Ti₃SiC₂和OLC质量比为3:1)为30wt.％、Cr为3wt.％，其余为Ti粉和Al粉(Ti与Al摩尔比为1:0.91)的比例，将TiC_0.7粉、Cr粉、Ti粉和Al粉(10-30μm)在氩气氛围中采用行星式球磨机对其进行均匀球混，加入无水酒精作为分散剂，磨球采用硬质合金球，球料比6:1，转速270r/min，混料时间2.3h；随后加入Ti₃SiC₂(200目)和OLC颗粒，再以相同转速混料0.5h，制得混合粉末；

将混合粉末在氩气氛围内烘干，并装入石墨模具中预压成型，压力25MPa，保压时间30s；然后将其放入炉中氩气氛围内进行SPS烧结，烧结温度为1050℃，升温速率为70℃/min，烧结压力为47MPa，真空度20Pa，保温10min，得到毛坯试件；

将上述制备的毛坯试件进行表面抛光处理得到以TiC_0.7、Ti₃SiC₂和OLC为润滑相的TiAl基自润滑复合材料。

本实施例中所述TiC_0.4的粒度为20-45μm；Ti₃SiC₂的粒度为80-200目；OLC的粒度为3-8nm，Ti、Al、Cr的粒度为10-30μm。

实施例18

按TiC_0.6为22wt.％、Ti₃SiC₂和OLC(Ti₃SiC₂和OLC质量比为3:1)为15wt.％、Cr为4wt.％，其余为Ti粉和Al粉(Ti与Al摩尔比为1:0.94)的比例，将TiC_0.6粉、Cr粉、Ti粉和Al粉在氩气氛围中采用行星式球磨机对其进行均匀球混，加入无水酒精作为分散剂，磨球采用硬质合金球，球料比6:1，转速210r/min，混料时间2.3h；随后加入Ti₃SiC₂(160目)和OLC颗粒，再以相同转速混料0.5h，制得混合粉末；

将混合粉末在氩气氛围内烘干，并装入石墨模具中预压成型，压力22MPa，保压时间28s；然后将其放入炉中氩气氛围内进行SPS烧结，烧结温度为1220℃，升温速率为80℃/min，烧结压力为38MPa，真空度40Pa，保温30min，得到毛坯试件；

将上述制备的毛坯试件进行表面抛光处理得到以TiC_0.6、Ti₃SiC₂和OLC为润滑相的TiAl基自润滑复合材料。

本实施例中所述TiC_0.4的粒度为20-45μm；Ti₃SiC₂的粒度为80-200目；OLC的粒度为3-8nm，Ti、Al、Cr的粒度为10-30μm。

实施例19

按TiC_0.9为25wt.％、Ti₃SiC₂和OLC(Ti₃SiC₂和OLC质量比为3:1)为24wt.％、Cr为5wt.％，其余为Ti粉和Al粉(Ti与Al摩尔比为1:0.88)的比例，将TiC_0.9粉、Cr粉、Ti粉和Al粉在氩气氛围中采用行星式球磨机对其进行均匀球混，加入无水酒精作为分散剂，磨球采用硬质合金球，球料比6:1，转速290r/min，混料时间2.8h；随后加入Ti₃SiC₂(120目)和OLC颗粒，再以相同转速混料0.5h，制得混合粉末；

将混合粉末在氩气氛围内烘干，并装入石墨模具中预压成型，压力26MPa，保压时间21s；然后将其放入炉中氩气氛围内进行SPS烧结，烧结温度为1080℃，升温速率为90℃/min，烧结压力为35MPa，真空度28Pa，保温27min，得到毛坯试件；

将上述制备的毛坯试件进行表面抛光处理得到以TiC_0.9、Ti₃SiC₂和OLC为润滑相的TiAl基自润滑复合材料。本实施例中所述TiC_0.4的粒度为20-45μm；Ti₃SiC₂的粒度为80-200目；OLC的粒度为3-8nm，Ti、Al、Cr的粒度为10-30μm。

实施例20

按TiC_0.4为27wt.％、Ti₃SiC₂和OLC(Ti₃SiC₂和OLC质量比为3:1)为27wt.％、Cr为3wt.％，其余为Ti粉和Al粉(Ti与Al摩尔比为1:0.86)的比例，将TiC_0.4粉、Cr粉、Ti粉和Al粉在氩气氛围中采用行星式球磨机对其进行均匀球混，加入无水酒精作为分散剂，磨球采用硬质合金球，球料比6:1，转速220r/min，混料时间2.5h；随后加入Ti₃SiC₂(80目)和OLC颗粒，再以相同转速混料0.5h，制得混合粉末；

将混合粉末在氩气氛围内烘干，并装入石墨模具中预压成型，压力30MPa，保压时间29s；然后将其放入炉中氩气氛围内进行SPS烧结，烧结温度为1240℃，升温速率为60℃/min，烧结压力为34MPa，真空度24Pa，保温29min，得到毛坯试件；

将上述制备的毛坯试件进行表面抛光处理得到以TiC_0.4、Ti₃SiC₂和OLC为润滑相的TiAl基自润滑复合材料。

本实施例中所述TiC_0.4的粒度为20-45μm；Ti₃SiC₂的粒度为80-200目；OLC的粒度为3-8nm，Ti、Al、Cr的粒度为10-30μm。

对上述实施例得到的产品的性能进行检测，其性能指标如表1所示。图1为本发明的复合材料HRTEM图，由图1可知，本发明的复合材料带有金刚石核心，可以显著增强基体的耐磨损能力。

以上所述是本发明中的优选实施案列，在此也不一一列举。特别指出，在该领域的技术人员在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出多种改进和变换，因此这些都应属于本发明的保护范围。

表1上述各实施例制得复合材料的性能