銅合金-石墨復(fù)合材料的研究.pdf

1、銅合金/石墨復(fù)合材料是由銅基體與石墨顆粒構(gòu)成的復(fù)合材料,兼有銅基體的高強(qiáng)度、導(dǎo)熱快、導(dǎo)電性好等優(yōu)異性能以及石墨優(yōu)良的潤(rùn)滑減摩特性。然而為了改善銅合金與石墨的潤(rùn)濕性,提高復(fù)合材料的機(jī)械性能和摩擦磨損性能,本文首先采用化學(xué)鍍方法在石墨顆粒表面鍍上一層均勻、致密的鎳硼合金鍍層,然后采用粉末冶金工藝制備銅合金/石墨復(fù)合材料。采用掃描電鏡、X射線(xiàn)衍射分析、透射電鏡等手段分析了石墨表面化學(xué)鍍鎳的形貌、物相組成,并采用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、硬度計(jì)、密度計(jì)、

2、摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)評(píng)價(jià)了復(fù)合材料的力學(xué)性能、硬度、密度、摩擦磨損性能。研究了石墨含量及化學(xué)鍍對(duì)復(fù)合材料各方面性能的影響,并結(jié)合掃描電鏡對(duì)斷口形貌及磨痕表面進(jìn)行分析研究,系統(tǒng)地探討了銅合金/石墨復(fù)合材料壓縮斷裂機(jī)制及磨損機(jī)制。
　　研究結(jié)果表明石墨表面鍍鎳硼合金是制備銅/石墨復(fù)合材料的關(guān)鍵工藝,通過(guò)簡(jiǎn)單的工藝成功在石墨表面制備鎳硼鍍層,獲得了石墨-鎳硼核殼結(jié)構(gòu)。石墨表面鍍鎳硼合金提高了復(fù)合材料的密度、硬度、力學(xué)性能。其中,相對(duì)密度提高0

3、.86-2.46％,硬度提高2.2-5.4%,壓縮強(qiáng)度提高較為明顯,石墨含量為2%的復(fù)合材料壓縮強(qiáng)度提高最大為20.8%,復(fù)合材料的潤(rùn)滑減摩性能也有所提高,各成分復(fù)合材料摩擦系數(shù)降低約9-16%。通過(guò)對(duì)壓縮斷口形貌及磨痕表面形貌的分析得知:鍍層的存在提高了石墨與基體界面結(jié)合強(qiáng)度,阻礙壓縮過(guò)程中裂紋的擴(kuò)展;復(fù)合材料磨損機(jī)制以磨粒磨損和粘著磨損為主,鍍鎳石墨復(fù)合材料磨粒磨損更為嚴(yán)重。本論文研究為制備和研發(fā)新型銅合金/石墨復(fù)合材料提供了重要的