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1、為了滿足零部件能在高真空(≤10<'-6>pa)中、在有腐蝕的特殊氣氛中,在超高溫、超低溫、輻照?qǐng)?、電磁?chǎng)中,在橋梁支承部件等維修困難的地方,在避免油污染的地方,在要求永久潤(rùn)滑的地方正常地運(yùn)行的需要,高性能新型銅基自潤(rùn)滑材料的研究不僅具有重要的科學(xué)研究意義而且具有重要的應(yīng)用前景。由于銅具有良好的塑性和導(dǎo)熱性能,銅粉易于壓制,銅與氧的親和力小,容易燒結(jié),在研究中采用銅作為基體材料,通過添加鎳、鎢、錫、鉛、納米氧化物和稀土氧化物等作為強(qiáng)化組
2、元,分別添加石墨、二硫化鉬和混合物作為固體潤(rùn)滑劑,利用粉末冶金方法制備新型銅基自潤(rùn)滑復(fù)合材料。主要利用數(shù)碼金相顯微鏡、掃描電鏡、X射線衍射儀、顯微硬度儀和摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)等研究方法,對(duì)所制備樣品的成分組成、成型工藝、組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和自潤(rùn)滑機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)研究。研究結(jié)果表明: 1) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以Cu-Ni-Sn-Pb的霧化合金粉末為基體,添加鎢,納米Al<,2>O<,3>強(qiáng)化相,以0.5wt%,1.0wt%,1.5wt%,2.0wt
3、%不同含量的二硫化鉬(石墨1.5wt%)和1.5wt%, 2.0wt%,2.5wt%,3wt%,4wt%不同含量石墨(二硫化鉬0.5wt%)作為固體潤(rùn)滑相組成新的復(fù)合材料體系,在優(yōu)化制備工藝條件下,成功制備出了新型銅基自潤(rùn)滑材料。優(yōu)化了樣品的燒結(jié)工藝為:燒結(jié)溫度880℃~920℃,時(shí)間4 h;隨著石墨含量的增加樣品的硬度降低,強(qiáng)度降低;2wt%石墨的銅基自潤(rùn)滑材料綜合性能較好,其密度為6.41g/cm<'3>,硬度為38.76HV,壓潰
4、強(qiáng)度280MPa;1.5 wt%二硫化鉬的銅基自潤(rùn)滑材料金相組織結(jié)構(gòu)比較均勻,其密度6.23g/cm<'3>,硬度為36.6HV,強(qiáng)度為290MPa,綜合性能較好。 2) 以Cu-Ni合金粉為基體,添加定量鎢和稀土氧化物,以二硫化鉬和不同含量石墨作為固體潤(rùn)滑相組成新的復(fù)合材料體系,采用粉末冶金方法制備出了新型自潤(rùn)滑材料。樣品的維氏硬度隨著燒結(jié)溫度的升高而上升。當(dāng)燒結(jié)溫度不超過940℃時(shí),試樣的硬度隨著燒結(jié)溫度的增加而快速增大,
5、當(dāng)溫度上升到940℃時(shí),試樣的硬度隨著燒結(jié)溫度的增加而緩慢增大,此時(shí)硬度為37.7HV。壓潰強(qiáng)度隨著溫度的升高呈先上升后下降的趨勢(shì),910℃至940℃之間,隨著燒結(jié)溫度的增加,試樣的壓潰強(qiáng)度不斷增加,在940℃時(shí)達(dá)到最大值,此時(shí)壓潰強(qiáng)度334MPa。優(yōu)化了的工藝參數(shù)為:壓制壓力為4t,燒結(jié)溫度930℃-950℃,保溫4-5h。 3) 隨著石墨和二硫化鉬含量的增大,材料的自潤(rùn)滑性能提高,這是因?yàn)楫?dāng)含量增加時(shí),石墨和二硫化鋁形成的
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