銅合金的磨損與腐蝕行為研究.pdf

1、銅合金擁有一系列良好的綜合性能，較高的導(dǎo)電性能、良好的耐腐蝕性、高彈性模量、高強度、良好的工藝性能、耐海洋污染能力。有的還有較好的切削性能、耐磨性能，因此廣泛應(yīng)用在許多行業(yè)，如船舶配件、閥桿和海底管道、軌道交通接觸線、引線框架等。本文主要針對銅鋅合金的耐腐蝕性能以及接觸線用銅合金的耐磨損性能進行研究。眾所周知含有27-30 wt.％Zn的銅鋅合金由于其良好的耐蝕性和高強度在世界上的許多國家被廣泛使用。一般來說，當生產(chǎn)的銅鋅合金鋅含量在2

2、7-30 wt.％范圍內(nèi)時在工業(yè)上被認為是合格的。事實上，這個范圍內(nèi)鋅的變化可能對銅鋅合金腐蝕性能具有明顯的的影響。目前，大多數(shù)研究者將研究重點放在添加或減少一些微量合金元素如Al、Fe、B、Re，以期提高銅鋅合金的耐腐蝕性能。到目前為止，關(guān)于鋅含量的少量變化對銅合金腐蝕行為的影響的報道很少。
　　本研究旨在探討一系列具有少量鋅含量變化的銅鋅合金的耐腐蝕性能，目的是在27-30 wt.％Zn含量范圍內(nèi)研究最優(yōu)鋅含量或相對微小鋅含量

3、變化的耐腐蝕性能。本實驗設(shè)計了一系列具有不同鋅含量的銅鋅合金(CuZnSnAlNiAsBRE)并研究了其在鹽霧環(huán)境中的腐蝕行為。腐蝕行為采用質(zhì)量損失、電化學(xué)阻抗譜(EIS)、極化曲線和表面形貌觀察進行表征，暴露時間持續(xù)直到360 h。隨著暴露時間的延長，質(zhì)量損失增加，但腐蝕速率降低。含有28.3-28.8 wt.％Zn的合金的腐蝕速率低于其他合金。腐蝕產(chǎn)物是ZnO，SnO2，CuCl，CuCl2，CuO，Cu2O和Cu(OH)2的混合物

4、。本研究清楚地表明:鋅含量的少量變化對耐腐蝕性能有明顯的影響。在鹽霧環(huán)境中，所研究的銅鋅合金在含有28.3-28.8 wt.％Zn時被發(fā)現(xiàn)具有更好的耐腐蝕性能。銅合金在保持銅的高導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性的同時，需具有較高的力學(xué)性能和良好的耐磨性。本文也研究了接觸線用銅錫，銅銀，銅鎂合金在連續(xù)擠壓工藝下的干滑動摩擦磨損性能。采用的實驗設(shè)備為MMS-2A屏顯式摩擦磨損試驗機。測試并分析了不同成分銅合金的摩擦系數(shù)、磨損率、摩擦磨損表面形貌及其摩擦磨損機

5、理。同時對施加載荷和滑動速度對摩擦磨損性能的影響進行了研究。試樣磨損表面的形貌和成分采用SEM進行分析，并對相應(yīng)的機制進行了討論。磨損率和摩擦系數(shù)測定的滑動速度范圍是0.1-0.3 ms-1，施加載荷范圍是50-110 N。得出如下結(jié)論：⑴銅銀合金的摩擦磨損性能較好，銅鎂合金的摩擦磨損性能較差。⑵在不同的載荷或滑動速度下，銅合金的摩擦磨損性能不同。載荷越大，磨損率越大。在低滑動速度條件下，滑動速度越大，磨損率越大。摩擦系數(shù)的變化顯著地受