銅基石墨的自潤滑性及其摩擦磨損情況怎樣？

銅基石墨的自潤滑性及其摩擦磨損情況怎樣？

銅基石墨的自潤滑性及其摩擦磨損情況怎樣？

潤滑石墨粉對于研制開發新型銅基石墨自潤滑復合材料和豐富材料摩擦學性能研究有著重要的理論和現實意義,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。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合及其性能的影響,適宜的燒結工藝條件能夠使鍍層改善石墨與銅基界面結合的效果獲得充分體現,界面結合緊密,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揮石墨表面處理的優越性,其中石墨表面鍍鎳比鍍銅有更好的作用。 銅基石墨自潤滑材料經歷了輕微、中等、嚴重三個典型的磨損階段。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、成分等的變化規律進行分析研究,協力石墨探討了銅基石墨復合材料的摩擦磨損性能及自潤滑機理。鍍銅、鍍鎳石墨粉制備的銅基復合材料形成的石墨潤滑膜與復合材料基體有更好的粘附結合性能,潤滑減摩特性明顯優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。輕微磨損階段,固體潤滑薄膜的破裂、脫落與修復處于動態平衡狀態；進入中等磨損階段,固體潤滑薄膜難以達到動態平衡,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,表面已不存在連續的潤滑膜,對偶件大部分直接接觸,亞表層發生較大的塑性變形,裂紋在亞表層石墨處形核、擴展并引起磨粒脫落以及粘著磨損是嚴重磨損階段的主要失效形式,并伴隨有氧化磨損的發生。銅-石墨界面結合研究、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,研究表明石墨表面鍍層是改善銅基石墨自潤滑材料摩擦學性能的關鍵,其中將鍍鎳石墨粉用于銅基自潤滑復合材料的制備,以及系統地對其進行摩擦學特性及機理研究還未見報道,是本論文主要創新之處。

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