自潤滑Cu-Cu-MoS2復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、隨著航空航天、空間技術(shù)及新能源等諸多領(lǐng)域的發(fā)展，許多傳統(tǒng)金屬材料已經(jīng)不能滿足一些特殊服役條件下的耐磨性要求，在這種情況下固體自潤滑復(fù)合材料顯示出獨(dú)特的減摩特性。因此，開發(fā)具有良好物理性能和機(jī)械性能且能在苛刻工況條件下工作的自潤滑復(fù)合材料具有重要意義。本課題采用粉末冶金方法制備 Cu/Cu-MoS2自潤滑復(fù)合材料，該材料由銅層和Cu-MoS2表面耐磨層組成。將 Cu粉和加入MoS2的合金粉末通過燒結(jié)得到兩端性能不同的銅基自潤滑復(fù)合材料，使

2、得材料既具備高的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性，又具有良好的耐磨性。這類材料優(yōu)于一般復(fù)合材料的根本原因在于結(jié)構(gòu)的特殊性----存在過渡界面。過渡層的存在使得材料兩端的成分互相滲透，達(dá)到良好的界面結(jié)合，并且發(fā)揮兩端特有的性能優(yōu)勢(shì)。分別采用冷等靜壓-燒結(jié)和真空熱壓燒結(jié)工藝制備Cu/Cu-MoS2自潤滑復(fù)合材料，分析了復(fù)合材料的組織、物相及性能，并進(jìn)行真空高溫摩擦磨損試驗(yàn)，探討了自潤滑復(fù)合材料的減摩特性及磨損機(jī)理。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴冷等靜壓

3、-燒結(jié)工藝能夠制備出界面結(jié)合良好的Cu/Cu-MoS2自潤滑復(fù)合材料，界面之間沒有發(fā)生突變，有過渡層存在。當(dāng)MoS2含量為3％時(shí)，復(fù)合材料的硬度與導(dǎo)電率有良好的配合，硬度可達(dá)126.5HBW，導(dǎo)電率40.55MS.m-1。⑵隨著MoS2含量的增加，復(fù)合材料的密度和導(dǎo)電率逐漸降低，硬度則隨著含量增加而升高。當(dāng) MoS2含量由2%增加至6%時(shí)，密度降低2.77%，導(dǎo)電率降低31.9%，硬度提高42.97%。同時(shí)，復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度逐漸降低3

4、0.9%，斷裂機(jī)制由完全韌性斷裂向韌性斷裂與脆性斷裂混合轉(zhuǎn)變。⑶燒結(jié)過程中，MoS2部分發(fā)生反應(yīng)，耐磨層的產(chǎn)物為復(fù)雜的銅硫鉬化合物，銅的硫化物和單質(zhì)Mo。隨著MoS2含量的變化，銅硫鉬化合物及銅的硫化物規(guī)律性的發(fā)生改變，由單一的 Cu1.84Mo6S8向多種形式的 Cu1.84Mo6S8、Cu5.4Mo18S24、Cu2S和Cu31S16轉(zhuǎn)變。⑷與冷等靜壓-燒結(jié)工藝相比，經(jīng)高能球磨40h后，真空熱壓后復(fù)合材料耐磨層的硬度有很大提高，導(dǎo)電