关键词:
镀铜石墨
锡青铜
粉末冶金
真空热压烧结
摩擦磨损
摘要:
铜基复合材料因其具有优良的力学性能、较高的耐磨性和良好的导电导热性,被广泛应用于机械、电子及航天领域等方面。石墨具有高耐磨性、导热性好和热膨胀系数低等优异性能,将其弥散分布到铜体中有望得到具有优良综合性能的铜基复合材料。 本文综述了石墨增强铜基复合材料的研究进展,分析了制备石墨增强铜基复合材料可能遇到的问题。采用粉末冶金真空热压法制备了镀铜石墨/锡青铜复合材料。研究了球磨工艺、成型、烧结温度和时间等工艺参数对复合材料微观结构和性能的影响,确定了制备复合材料最佳的工艺条件。 对加入不同含量石墨的铜基复合材料的密度、硬度、拉伸性能、耐磨性等性能进行测试,并利用扫描电子显微镜(SEM)、金相显微镜等对复合材料的微观形貌进行观察和分析。结果表明:随着石墨含量的增加,镀铜石墨/锡青铜复合材料的密度和硬度降低,而其摩擦磨损性能则得到显著提高。镀铜石墨复合材料的摩擦系数及磨损率随着磨损速度的增大,先降低后增大,随着载荷的增大而增大。低磨损速度时,产生中等磨损,机械啮合及磨粒磨损起主导作用;中等速度时,轻微粘着磨损起主要作用;高速度时,产生严重磨损,腐蚀磨损及疲劳磨损起主要作用;另外,还从磨损表面形貌及磨屑的微观形貌分析了磨损机制。 石墨表面镀铜不但可以改善石墨与铜界面结合强度,还可以提高拉伸强度及摩擦磨损性能。