石墨种类对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

采用柔性石墨、造粒石墨和鳞片石墨分别制备粉末冶金烧结摩擦材料,研究不同种类片状石墨对摩擦材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:不同种类石墨制备的摩擦材料的密度和力学强度差异,将影响材料基体在制动过程中的组织形态,使摩擦界面呈现不同的磨损形式,其中柔性石墨摩擦材料的主要磨损机制为氧化磨损,造粒石墨摩擦材料的主要磨损机制为犁削磨损和磨粒磨损,鳞片石墨摩擦材料的主要磨损机制为犁削磨损和黏着磨损;造粒石墨制备的摩擦材料在不同速度下制动和重复单次制动时的摩擦因数波动值较小,摩擦因数稳定性好,且具有适中的磨耗量,综合摩擦磨损性能最佳。

石墨含量对铜基材料摩擦磨损性能的影响

探讨了石墨含量对铜基材料摩擦磨损性能的影响和材料的摩擦磨损机理。结果表明：不含石墨时，材料的摩擦系数和磨损率均较大，磨损主要为粘着磨损；添加石墨后，材料的摩擦系数和磨损率均显著降低，且随石墨含量增加，摩擦系数逐渐降低，在一定石墨含量范围内（＜３．５％），磨损率也逐渐减小，这与材料的强度、硬度有关。材料的磨损以应变疲劳磨损为主。随载荷增加，摩擦系数和磨损率均增加。

温度对铜基自润滑材料减摩耐磨特性的影响

采用常规的粉末冶金方法制备了铜基石墨固体自润滑复合材料,通过基体合金化和改变石墨粒度探讨了复合材料的力学性能和在不同温度条件下的摩擦磨损性能及机理。实验结果表明:温度对铜基石墨固体自润滑复合材料的自润滑性能有较大的影响,在较高温度条件下,铜基石墨固体自润滑复合材料的耐磨性主要取决于铜合金基体的强度;选用合适的石墨粒度和多元基体合金化,可使铜基石墨固体自润滑复合材料在0～500℃温度条件下保持较好的自润滑特性。

石墨对铜基粉末冶金闸片材料性能的影响

采用粒度>550μm的天然鳞片石墨和人造石墨配合制备了铜基粉末冶金高速列车制动闸片材料,系统研究了鳞片石墨粒度对材料力学性能、摩擦磨损性能和摩擦膜形成的影响。结果表明:采用粒度>550μm的天然鳞片石墨作润滑组元,所制备摩擦材料的抗压强度显著高于采用小粒度石墨所制材料,达到145.30MPa;随鳞片石墨粒度的增大,材料的摩擦系数降低,磨损率降低幅度可达50%以上,摩擦表面趋于形成完整的摩擦膜;采用鳞片石墨和人造石墨配合使用,能够显著提高材料强度。

不同速度下石墨含量对铜基摩擦材料性能的影响

采用粉末冶金工艺制备铜石墨材料。通过改变石墨在材料中的含量(2.5%～30%),观察在不同摩擦速度下,材料摩擦系数的变化规律,并测出各对应条件下的磨损率。研究表明,随着石墨含量的增加,摩擦系数和磨损量减小。在石墨含量低于10%时,摩擦速度对材料的摩擦系数影响明显,且随摩擦速度的提高,磨损量迅速增加。当石墨含量大于15%时,摩擦系数稳定,磨损量并没有随摩擦速度的提高而明显增加。

石墨对铜基自润滑材料高温摩擦磨损性能的影响

通过基体多元合金化和选用不同粒度的石墨颗粒,采用常规粉末冶金方法制备了铜基石墨固体自润滑材料,在大越式OAT-U型摩擦磨损试验机上考察了复合材料从室温到500℃温度条件下的摩擦磨损性能,利用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌,进而探讨其摩擦磨损机理.结果表明:在室温条件下,石墨颗粒越小,则复合材料的摩擦系数越小,减摩自润滑效果越好;在室温至500℃条件下,选用合适的石墨粒度(0.3～0.5mm)和多元基体合金化,可使铜基石墨固体自润滑材料保持较好的自润滑特性.

添加镍包覆石墨对铁基固体自润滑复合材料性能的影响

研究了利用粉末冶金法制备添加镍包覆石墨的铁基固体自润滑复合材料的力学性能及摩擦学性能,结果表明:以Fe-Ni-Cu-Mo成分作为基体的含石墨材料中,当石墨含量为0.9%(质量分数)时其力学性能达到最佳值。添加镍包覆石墨复合材料的力学性能和摩擦学性能明显优于添加未包覆石墨的复合材料。随着镍包覆石墨含量的增加,复合材料的力学性能不断降低,摩擦系数也随之降低,磨损率呈现先降低后又逐渐升高的趋势,当镍包覆石墨含量为3.36%时磨损率降为最低,获得了良好的综合性能。所研制的添加镍包覆石墨的铁基固体自润滑复合材料已经在多家钢厂得到了应用。

感应烧结石墨/铜铁基高温自润滑复合材料摩擦学性能研究

通过基体合金化和添加不同含量的石墨,采用感应加热烧结的方法制备了石墨/铜铁基高温自润滑复合材料,在力学性能试验机和MRH-3摩擦磨损试验机上考察了复合材料从室温～500℃温度条件下的力学和摩擦磨损性能,利用扫描电镜观察分析了磨损表面形貌,进而探讨了摩擦磨损机理。结果表明,复合材料的力学和摩擦磨损性能与感应加热频率和石墨含量有关;在室温条件下,随着石墨含量的升高复合材料的力学性能变差而减磨自润滑效果变好,在室温～500℃条件下,选用合适的感应加热频率和石墨的含量可以使石墨/铜铁基自润滑材料保持良好的耐磨性;而复合材料的磨损机制由粘着磨损变为犁沟磨损。

石墨铝基自润滑材料的制备及性能表征

以石墨为固体润滑剂,铝为基体材料,添加硅、铜、铁等元素作为强化成分,添加Cr3C2、粉煤灰来提高自润滑材料的耐磨性,通过液态铸造法制备铝基自润滑材料。借助MM-200磨损试验机研究不同石墨含量以及粉煤灰的添加对铝基复合材料摩擦磨损性能的影响;在Olympus金相显微镜下观察材料显微组织;用S-3000N扫描电子显微镜对材料拉伸断口和磨损表面进行观察。结果表明:随着石墨含量的增加,摩擦因数逐渐降低,磨损率逐渐升高,抗拉强度、硬度都逐渐降低;粉煤灰的加入使得初生硅得到细化,自润滑材料的强度上升,摩擦因数得到进一步的改善。

铜基石墨密封材料的摩擦磨损性能研究

为研究液体火箭发动机密封材料——铜基石墨材料的摩擦磨损规律,采用销盘试验考察了铜基石墨材料在干摩擦和水润滑条件下的摩擦磨损性能和磨损机理,探讨了速度、载荷、摩擦温升对材料摩擦磨损性能的影响,结果表明:水润滑条件下不易形成铜基石墨转移膜,所以水润滑时的摩擦因数比干摩擦时的摩擦因数大;水润滑下,磨损机理为黏着和磨粒磨损,适当增加载荷、降低速度有利于降低铜基石墨材料的磨损率;干摩擦下,磨损机理为黏着磨损,适当降低载荷、提高速度有利于降低铜基石墨材料的磨损率。

PTFE基自润滑薄层材料的研究

针对在苛刻条件下使用的滑动部件低摩擦、高抗磨性的要求，用粉末冶金及车削加工法研制出一种具有良好摩擦学及力学性能、适于在宽的温度范围和较高负荷下使用的PTFE基薄层材料，以五种金属分别与之配副考察使用效果。同时研究了速度、负荷对其摩擦磨损性能的影响，并讨论了薄层材料的摩擦磨损机制。

石墨/铝基自润滑材料的研究

通过化学镀的方法在石墨颗粒表面涂覆了1层均匀连续的镍镀层,并采用铸造法将2%的镀镍石墨颗粒加入Al-11%Si中间合金中,在750℃下保温搅拌1 min。研究了镀镍石墨含量对铸造石墨/铝基自润滑材料性能的影响。采用电子万能试验机、布氏硬度仪、MM-200摩擦磨损试验机和Olympus金相显微镜等仪器对材料的组织和性能进行了表征。结果表明,在基体中加入2%的镀镍石墨后,共晶硅尺寸减小,基体的硬度提高4%,强度提高11.41%,同时材料的摩擦系数降低21%,磨损率降低47.65%。

石墨的铜包覆量对自润滑材料的性能影响

采用粉末冶金方法,选取铜质量分数分别为30%和60%的铜包石墨与铜粉制备铜基石墨自润滑材料,并对不同包覆量的石墨制备的固体自润滑材料的性能进行分析。结果表明,铜包覆量为30%的石墨制成的固体自润滑材料在20N载荷下的最小摩擦因数为0.13,对应的抗压强度为192 MPa,力学性能和摩擦磨损性能好;选用包覆含量为30%的铜包石墨可以与铜粉制成减摩润滑效果好且力学性能优的固体自润滑材料。

含NbSe_2的铜基电接触复合材料的制备及其真空摩擦学性能研究

本研究采用粉末冶金工艺制备出含纳米NbSe2（1wt%-9wt%）的铜–石墨自润滑复合材料。在微摩擦试验机及超低温摩擦试验机上进行摩擦磨损实验,通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等分析其物相、形貌及磨痕,并探讨了该复合材料在大气、真空试验条件下的磨损机理。结果表明：NbSe2的加入显著提高铜基复合材料的摩擦学性能;真空干摩擦条件下不含NbSe2复合材料的摩擦系数有所增大,但添加NbSe2（5.5wt%）的自润滑复合材料摩擦系数更小（μ=0.185）,承载能力更高,其磨损是粘着磨损、接触疲劳磨损共同作用的结果。

铜基粉末冶金含油自润滑材料研究进展

首先对铜基自润滑材料的现状作了简述,在此基础上,结合自己的工作对铜基粉末冶金含油自润滑材料的最新发展(包括烧结过程、材料性能和碳纤维增强铜基体等)加以评述。

石墨烯/TiAl基高温自润滑材料的摩擦磨损性能研究

在Ti-Al-Cr-Nb自润滑复合材料的基础上,采用粉末冶金真空热压烧结技术制备了添加Al_2O_3、石墨烯的石墨烯/钛铝合金高温自润滑复合材料,并考察了600℃高温下石墨烯含量对Ti46Al2Cr7Nb1Al_2O_3/(62%BaF_2-38%CaF_2)高温自润滑复合材料摩擦磨损性能的影响。研究结果表明:随着石墨烯含量的增加,复合材料的摩擦系数和磨损率先降低后增加;当石墨烯的含量为0.5vol%时,TiAl基复合材料的摩擦系数最小,磨损率最低;摩擦系数随载荷和转速的增大而降低;该石墨烯/TiAl合金复合材料的磨损机理主要为磨粒磨损和粘着磨损。

Si对新型Fe_3Al基-石墨合金组织和力学性能的影响

采用熔炼法制备出新型Fe3Al基-石墨固体自润滑材料,研究Si含量对Fe3Al基-石墨固体自润滑材料的显微组织、力学性能以及干摩擦磨损性能的影响。结果表明:Si可以促进C原子在Fe-Al-C液态合金中熔入及凝固过程中的石墨化,对Fe3Al基体有固溶强化作用。随着Si含量增加,C原子的石墨化作用增强,合金的硬度逐渐降低,抗弯强度逐渐增大;但Si合金超过3.5%(质量分数)时,由于Si在Fe3Al基体中的过多固溶,三点弯曲强度明显降低。研究表明,Fe3Al基-石墨合金具有高的耐磨性能和良好的润滑性能,摩擦因数随着合金中石墨面密度的增大而降低,磨损率随Si含量的增加而减小,其中Si含量为3.5%的合金经过900℃、15 h退火处理后,综合力学性能好,其磨损率仅为QT-500球墨铸铁的1/20。

不同工况下镍基自润滑材料的摩擦磨损性能

采用复压复烧工艺制备以Ni-Cu合金为基体的石墨自润滑复合材料,在Rtec高温摩擦磨损试验机上开展不同温度、载荷、介质环境条件下的摩擦磨损试验,利用三维形貌仪观察圆盘试样的磨损形貌并得出其材料的Archard磨损率。结果表明:随着载荷增大,摩擦因数略有减小,稳定性提高,磨损痕迹越来越明显;随着温度升高,摩擦因数先减小再增大,稳定性降低,磨损情况越来越严重;水介质环境下,摩擦因数变大,稳定性降低,磨痕宽度和深度明显变大;温度和介质环境对磨损率的影响更加明显,常温(25℃)水介质、高温(300℃)干摩擦、常温干摩擦工况下所得磨损率之比约为81∶37∶1。

铜基/环氧树脂基/己内酰胺基自润滑罗拉轴承套性能分析

为了探讨自润滑轴承套在环锭细纱机上的应用,分析了青铜基自润滑、聚合物基自润滑轴承套的结构及特点,通过模压工艺和螺杆压缩工艺制备了环氧树脂基和己内酰胺基自润滑轴承套,并与FU型铜基自润滑轴承套在物理、机械、摩擦性能和纺纱性能试验等方面进行了详细对比分析。指出:环氧树脂基轴承套和己内酰胺基轴承套制作工艺简单,成本较低,其物理和力学性能指标较铜基轴承套优,且安装维护方便;相比FU型铜基自润滑轴承套,具有质地柔软、强度高、弹性大、抗氧化性好、耐腐蚀性好、摩擦因数小、磨损率低、成纱条干CV值小、纱线断裂强度大等优点,可以取代铜基自润滑轴承套在细纱机上使用。

石墨含量对铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金压烧技术制备了含不同质量分数石墨的铜基摩擦材料,研究了石墨含量对摩擦材料微观组织、磨损性能和磨损机理的影响。结果表明:铜基体的连续性随石墨含量增加而降低,动摩擦系数随石墨含量的增加先增加后降低,磨损量随着石墨含量的增加而减小;材料的磨损机理为犁沟式磨料磨损;石墨质量分数为16%时,试样动摩擦系数和静摩擦系数最高并且稳定,具有最好的摩擦磨损性能。