新型銅基自潤滑材料的制備研究.pdf

1、為了滿足零部件能在高真空(≤10<'-6>pa)中、在有腐蝕的特殊氣氛中，在超高溫、超低溫、輻照場、電磁場中，在橋梁支承部件等維修困難的地方，在避免油污染的地方，在要求永久潤滑的地方正常地運行的需要，高性能新型銅基自潤滑材料的研究不僅具有重要的科學研究意義而且具有重要的應用前景。由于銅具有良好的塑性和導熱性能，銅粉易于壓制，銅與氧的親和力小，容易燒結(jié)，在研究中采用銅作為基體材料，通過添加鎳、鎢、錫、鉛、納米氧化物和稀土氧化物等作為強化組

2、元，分別添加石墨、二硫化鉬和混合物作為固體潤滑劑，利用粉末冶金方法制備新型銅基自潤滑復合材料。主要利用數(shù)碼金相顯微鏡、掃描電鏡、X射線衍射儀、顯微硬度儀和摩擦磨損實驗機等研究方法，對所制備樣品的成分組成、成型工藝、組織結(jié)構(gòu)、力學性能和自潤滑機理進行了系統(tǒng)研究。研究結(jié)果表明： 1) 實驗設計以Cu-Ni-Sn-Pb的霧化合金粉末為基體，添加鎢，納米Al<,2>O<,3>強化相，以0.5wt％，1.0wt％，1.5wt％，2.0wt

3、％不同含量的二硫化鉬(石墨1.5wt％)和1.5wt％， 2.0wt％，2.5wt％，3wt％，4wt％不同含量石墨(二硫化鉬0.5wt％)作為固體潤滑相組成新的復合材料體系，在優(yōu)化制備工藝條件下，成功制備出了新型銅基自潤滑材料。優(yōu)化了樣品的燒結(jié)工藝為：燒結(jié)溫度880℃～920℃，時間4 h；隨著石墨含量的增加樣品的硬度降低，強度降低；2wt％石墨的銅基自潤滑材料綜合性能較好，其密度為6.41g/cm<'3>，硬度為38.76HV，壓潰

4、強度280MPa；1.5 wt％二硫化鉬的銅基自潤滑材料金相組織結(jié)構(gòu)比較均勻，其密度6.23g/cm<'3>，硬度為36.6HV，強度為290MPa，綜合性能較好。 2) 以Cu-Ni合金粉為基體，添加定量鎢和稀土氧化物，以二硫化鉬和不同含量石墨作為固體潤滑相組成新的復合材料體系，采用粉末冶金方法制備出了新型自潤滑材料。樣品的維氏硬度隨著燒結(jié)溫度的升高而上升。當燒結(jié)溫度不超過940℃時，試樣的硬度隨著燒結(jié)溫度的增加而快速增大，

5、當溫度上升到940℃時，試樣的硬度隨著燒結(jié)溫度的增加而緩慢增大，此時硬度為37.7HV。壓潰強度隨著溫度的升高呈先上升后下降的趨勢，910℃至940℃之間，隨著燒結(jié)溫度的增加，試樣的壓潰強度不斷增加，在940℃時達到最大值，此時壓潰強度334MPa。優(yōu)化了的工藝參數(shù)為：壓制壓力為4t，燒結(jié)溫度930℃-950℃，保溫4-5h。 3) 隨著石墨和二硫化鉬含量的增大，材料的自潤滑性能提高，這是因為當含量增加時，石墨和二硫化鋁形成的