銅基石墨自潤滑材料制備及其摩擦磨損性能研究.pdf

1、本文選用鍍銅、鍍鎳石墨粉,采用粉末冶金工藝制備出銅基石墨自潤滑材料.系統(tǒng)地進行了銅.石墨界面結(jié)合研究、復合材料力學性能檢測分析以及復合材料摩擦磨損行為及機理的分析探討,為研發(fā)新型高性能銅基石墨自潤滑材料提供了理論基礎和技術支撐. 首先利用化學鍍反應原理在石墨顆粒表面鍍上一層厚度均勻、致密的鎳,銅鍍層,然后采用粉末冶金復壓復燒工藝,制備出銅基石墨自潤滑材料.分析了鍍銅、鍍鎳石墨粉及其表面鍍層球化對復合材料界面結(jié)合及其性能的影響,適

2、宜的燒結(jié)工藝條件能夠使鍍層改善石墨與銅基界面結(jié)合的效果獲得充分體現(xiàn),界面結(jié)合緊密,無縫隙,明顯提高復合材料的強度與韌性,復壓復燒工藝有利于發(fā)揮石墨表面處理的優(yōu)越性,其中石墨表面鍍鎳比鍍銅有更好的作用. 開展了不同工況條件下的摩擦磨損試驗研究,通過微觀分析手段對磨痕表面及其斷面形貌,以及磨損顆粒形貌、成分等的變化規(guī)律進行分析研究,系統(tǒng)地探討了銅基石墨復合材料的摩擦磨損性能及自潤滑機理.本文試驗條件下,鍍銅、鍍鎳石墨粉制備的銅基復合

3、材料形成的石墨潤滑膜與復合材料基體有更好的粘附結(jié)合性能,潤滑減摩特性明顯優(yōu)于純石墨粉制備的復合材料,尤其是鍍鎳石墨粉制備的復合材料自潤滑性能更佳.銅基石墨自潤滑材料經(jīng)歷了輕微、中等、嚴重三個典型的磨損階段.輕微磨損階段,固體潤滑薄膜的破裂、脫落與修復處于動態(tài)平衡狀態(tài);進入中等磨損階段,固體潤滑薄膜難以達到動態(tài)平衡,磨粒磨損與粘著磨損逐漸成為主要磨損形式;嚴重磨損階段,表面已不存在連續(xù)的潤滑膜,對偶件大部分直接接觸,亞表層發(fā)生較大的塑性變