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文檔簡介
1、本文以石墨粉、Cu10Sn合金粉為原料,采用粉末冶金法制備了石墨含量為0~3 wt.%的Cu10Sn/石墨復合材料和Cu10Sn/鍍銅石墨復合材料(鍍銅石墨粉采用化學鍍工藝)。較為系統(tǒng)的研究了石墨含量、石墨粉粒徑以及表面修飾鍍銅層厚度對復合材料物理性能、力學性能以及摩擦磨損性能的影響,用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線能譜儀(EDS)等對微觀形貌和結(jié)構(gòu)進行了分析,并探討了不同載荷下復合材料的摩擦磨損機理。
研究結(jié)果表明:
2、> (1)添加石墨粉可以明顯改善材料的摩擦學性能,隨著石墨含量的增加,復合材料的摩擦系數(shù)均明顯下降,范圍從0.4~0.5下降到0.2~0.3;但這種下降趨勢隨著石墨濃度的增加,特別是高于2.5 wt.%時,變得越來越小;與此同時磨損量也有顯著降低。然而,石墨的添加降低了材料的力學性能,當石墨含量由0.5 wt.%增加至3 wt.%時,抗壓強度降低了約50%。
(2)石墨粒徑影響材料性能,當石墨含量高于1 wt.%時,材料的各
3、方面性能均隨石墨粒徑的增大而提高,石墨含量為3 wt.%時,這種差別尤為明顯。
(3)石墨表面的銅鍍層是以形核方式長大的,而不是細小銅顆粒的堆疊。石墨表面涂層對復合材料性能有較大影響。石墨表面鍍銅層較薄時(MC:MCu<1:1),復合材料的性能較未鍍覆時沒有明顯的變化,當MC:MCu=1:1時,材料在密度和相對密度上都有所提高,同時,抗壓強度提高了約5~10%,摩擦系數(shù)也有顯著的降低,同時磨損量在100 N載荷下也有大幅度降低
4、,約15~25%;而繼續(xù)增加鍍層厚度,材料的相對密度、硬度等均有所下降,使得摩擦與機械性能反而急劇下降。
(4)在低載荷(30、50 N)下,復合材料主要的磨損機制是相對輕微的磨料磨損,而在高載荷(100 N)下,呈現(xiàn)較為嚴重的磨料磨損;在低石墨濃度(低于1 wt.%)下,主要磨損機制是嚴重的粘著磨損,在高石墨濃度(高于2.5 wt.%)下,是相對輕微的粘著磨損。此外,石墨鍍銅層過厚(MC:MCu=1:2)及粒徑為20μm時,
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