銅基石墨自潤(rùn)滑材料制備及其摩擦磨損性能研究.pdf

1、本文選用鍍銅、鍍鎳石墨粉,采用粉末冶金工藝制備出銅基石墨自潤(rùn)滑材料.系統(tǒng)地進(jìn)行了銅.石墨界面結(jié)合研究、復(fù)合材料力學(xué)性能檢測(cè)分析以及復(fù)合材料摩擦磨損行為及機(jī)理的分析探討,為研發(fā)新型高性能銅基石墨自潤(rùn)滑材料提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐. 首先利用化學(xué)鍍反應(yīng)原理在石墨顆粒表面鍍上一層厚度均勻、致密的鎳,銅鍍層,然后采用粉末冶金復(fù)壓復(fù)燒工藝,制備出銅基石墨自潤(rùn)滑材料.分析了鍍銅、鍍鎳石墨粉及其表面鍍層球化對(duì)復(fù)合材料界面結(jié)合及其性能的影響,適

2、宜的燒結(jié)工藝條件能夠使鍍層改善石墨與銅基界面結(jié)合的效果獲得充分體現(xiàn),界面結(jié)合緊密,無縫隙,明顯提高復(fù)合材料的強(qiáng)度與韌性,復(fù)壓復(fù)燒工藝有利于發(fā)揮石墨表面處理的優(yōu)越性,其中石墨表面鍍鎳比鍍銅有更好的作用. 開展了不同工況條件下的摩擦磨損試驗(yàn)研究,通過微觀分析手段對(duì)磨痕表面及其斷面形貌,以及磨損顆粒形貌、成分等的變化規(guī)律進(jìn)行分析研究,系統(tǒng)地探討了銅基石墨復(fù)合材料的摩擦磨損性能及自潤(rùn)滑機(jī)理.本文試驗(yàn)條件下,鍍銅、鍍鎳石墨粉制備的銅基復(fù)合

3、材料形成的石墨潤(rùn)滑膜與復(fù)合材料基體有更好的粘附結(jié)合性能,潤(rùn)滑減摩特性明顯優(yōu)于純石墨粉制備的復(fù)合材料,尤其是鍍鎳石墨粉制備的復(fù)合材料自潤(rùn)滑性能更佳.銅基石墨自潤(rùn)滑材料經(jīng)歷了輕微、中等、嚴(yán)重三個(gè)典型的磨損階段.輕微磨損階段,固體潤(rùn)滑薄膜的破裂、脫落與修復(fù)處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài);進(jìn)入中等磨損階段,固體潤(rùn)滑薄膜難以達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,磨粒磨損與粘著磨損逐漸成為主要磨損形式;嚴(yán)重磨損階段,表面已不存在連續(xù)的潤(rùn)滑膜,對(duì)偶件大部分直接接觸,亞表層發(fā)生較大的塑性變