石墨含量对车用镀Ni石墨/Cu复合材料摩擦磨损性能的影响

石墨添加量是影响Cu基复合材料摩擦学性能的关键因素之一。为此,研究了镀Ni石墨含量(2、4、6和8 mass%)对镀Ni石墨/Cu复合材料摩擦学行为的影响,分析了石墨含量与复合材料的微观组织、物理性能及硬度的关系,以确定最佳的石墨添加量。结果表明:复合材料中石墨与Cu之间的结合性较好,没有出现明显的空隙和裂纹;随镀Ni石墨由2 mass%增加到8 mass%,复合材料的致密度和导电率分别减小了3.7%和43.5%,硬度先由60.3 HV0.1增大到63.4 HV0.1后再减小到59.7 HV0.1,其中转折点在6 mass%镀Ni石墨,而摩擦系数和磨损率均为先减小后增大。因此,理想的镀Ni石墨添加量为6 mass%,此时,复合材料的磨损机制以磨粒磨损为主,粘着和氧化磨损为辅。

不同载荷下镀镍石墨-铜基复合材料的载流摩擦性能

首先采用化学镀的方法在石墨表面镀Ni,随后采用快速热压方法制备10 mass%镀Ni石墨-铜基复合材料。在不同载荷下对复合材料开展了载流摩擦实验,采用扫描电镜观察了复合材料的磨损表面形貌,进而从磨损表面形貌特征分析其损伤机制。结果表明:在石墨表面成功镀覆了致密且均匀的Ni金属层,化学镀镍有效改善了石墨和铜之间的润湿性;镀镍石墨-铜基复合材料的相组成为石墨和铜基体两相,石墨在铜基体中呈弥散分布,未形成连续网状结构;随载荷的增加,复合材料的摩擦系数逐渐降低,磨痕宽度和磨损率逐渐升高,载流效率和载流稳定性逐渐下降;在低载荷下(20和40 N),复合材料的损伤机制以显微切削为主;随着载荷的增加(60和80 N),电侵蚀加剧,成为主要的损伤机制。

Ni-GNSs增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE复合钎料/Cu钎焊接头热迁移组织与性能

针对微焊点服役过程中由大温度梯度导致的热迁移问题,设计了一种热迁移试验装置,研究了复合钎料/Cu钎焊接头热迁移过程中的组织演变与力学性能。研究结果表明:设计的试验装置可满足单一热迁移试验条件。与未热加载时相比,Ni-GNSs增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE复合钎料/Cu钎焊接头热迁移200 h后,接头热端Cu;Sn;界面金属间化合物(IMC)大幅减薄并在界面出现微孔洞;冷端界面粗大扇贝状IMC厚度明显增加,冷端Cu/Cu;Sn;界面间生成平均厚度1μm的层状IMC Cu;Sn;。热加载200 h后,钎焊接头剪切强度降低33%。复合钎料钎焊接头断裂位置由热端界面IMC/钎缝的过渡区向界面IMC方向迁移;随热加载时间增加其断裂机制由韧性断裂向先转变为以韧性断裂为主的韧-脆混合断裂,再转变为以脆性断裂为主的韧-脆混合断裂。Ni-GNSs增强相的添加可抑制复合钎料/Cu钎焊接头的热迁移。

Effect of wear conditions on tribological properties of electrolessly-deposited Ni-P-Gr-SiC hybrid composite coating

The friction and wear properties of the electrolessly-deposited Ni-P-Gr-SiC composites were investigated. The effects of graphite content, load and rotation speed on the friction coefficient and wear resistance of the composite coatings were mainly investigated. The worn surface and cross section of the coatings were characterized by scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray analysis. The results show that the composite coatings reveal good antifriction and wear resistance due to the synergic effect of graphite and SiC particles. The formation of graphite-rich mechanically mixed layer （GRMML） on the surface of Ni-P-Gr-SiC coating contributes to the good tribological behavior of the wear counterparts and SiC particles play a load bearing role in protecting GRMML from shearing easily.

石墨镀Ni对石墨/Cu基复合材料摩擦性能和腐蚀性能的影响

采用粉末冶金法,在分解氨(N_(2)、H_(2))气氛保护下烧结,制备纯石墨、镀Ni石墨Cu基复合材料,研究石墨表面Ni镀层对该复合材料摩擦性能、耐腐蚀性能以及电阻率、硬度等的影响。结果表明,镀Ni层能显著提高石墨与Cu基体的界面结合强度,在摩擦过程中,石墨颗粒不易被剥离出磨损表面,从而形成连续完整的固体润滑膜,使材料的减摩耐磨性能提高。相比纯石墨/Cu基复合材料,相同试验条件下,镀Ni石墨/Cu基复合材料的磨损率可降低约70%。相比纯石墨/Cu基复合材料,镀Ni石墨/Cu基复合材料随着磨损压力的增加,磨损率增加也较为缓慢。另外,Ni镀层中Ni的存在也能提高复合材料的硬度及耐腐蚀性能。