銅基先進無油潤滑復合材料的制備及其機理研究.pdf

1、我國是高速縫制機械生產大國，其高性能摩擦零件具有巨大的應用需求，隨著環(huán)境友好意識的增強及高速縫制機械無油潤滑的發(fā)展趨勢，研究具有高耐磨自潤滑性能的摩擦零件用新材料具有重要的科學研究與應用價值。663錫青銅具有良好的導熱和摩擦性能，是制備該領域摩擦零件的主要材料之一。本文以663錫青銅為基體原料，設計添加Ni、W、nano-Al2O3等為強化相，Ag、CaF2、 MoS2、石墨（鍍Ni石墨）等為潤滑相，形成多組元復合粉末體系，制備出銅基石

2、墨固體自潤滑材料。在此基礎上，為了進一步改善材料的力學性能，加入了鍍銅碳纖維制備出了纖維增強銅基復合自油潤滑材料。然后，在造孔后的材料中熱浸聚四氟乙烯(PTFE)來制備具有良好自潤滑性能的復合新材料。
　　主要應用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡和X射線衍射對材料的組織結構和物相進行了分析;利用宏觀維氏硬度計、拉伸試驗機和摩擦磨損試驗機對制各樣品的力學性能和摩擦磨損性能及機理進行檢測與分析。實驗結果表明:
　　通過對制備工藝的優(yōu)化

3、，得到的最優(yōu)結果為:燒結溫度為940℃，保溫時間為4h;此工藝下制備的含3％石墨，鍍銅碳纖維體積分數為11％的樣品的組織含白色的基體相，孔隙中填充了潤滑相和增強相，其維氏硬度為35.5HV，壓潰強度為154MPa，性能優(yōu)于其他燒結工藝下燒結的樣品。當樣品中鍍鎳石墨含量為1％時，隨著鍍銅碳纖維體積分數的增加，樣品的密度、硬度和壓潰強度等呈現出先增加后減小的趨勢，而當鍍銅碳纖維體積分數為15％時，材料的綜合性能最好:其密度為6.53g/cm

4、3，維氏硬度為39HV，壓潰強度為180MPa，磨損量為10mg，摩擦系數為0.14，該樣品具有良好的自潤滑性能，其摩擦磨損機制主要是磨粒磨損和疲勞磨損。
　　加入5％-13％造孔劑NH4HCO3后制備材料的力學性能隨著造孔劑體積分數的增大呈現出先增大后減小的趨勢;當NH4HCO3體積分數為9％時，樣品的密度、硬度和壓潰強度達到最大值，密度為5.52g/cm3，硬度為35.5HV，壓潰強度值為148MPa。造孔后樣品的組織中孔隙的