铜基石墨的自润滑性及其摩擦磨损情况怎样？

铜基石墨的自润滑性及其摩擦磨损情况怎样？

铜基石墨的自润滑性及其摩擦磨损情况怎样？

润滑石墨粉对于研制开发新型铜基石墨自润滑复合材料和丰富材料摩擦学性能研究有着重要的理论和现实意义,选用镀铜、镀镍石墨粉,采用粉末冶金工艺制备出铜基石墨自润滑材料。首先利用化学镀反应原理在石墨颗粒表面镀上一层厚度均匀、致密的镍,铜镀层,然后采用粉末冶金复压复烧工艺,制备出铜基石墨自润滑材料。分析了镀铜、镀镍石墨粉及其表面镀层球化对复合材料界面结合及其性能的影响,适宜的烧结工艺条件能够使镀层改善石墨与铜基界面结合的效果获得充分体现,界面结合紧密,无缝隙,明显提高复合材料的强度与韧性,复压复烧工艺有利于发挥石墨表面处理的优越性,其中石墨表面镀镍比镀铜有更好的作用。 铜基石墨自润滑材料经历了轻微、中等、严重三个典型的磨损阶段。开展了不同工况条件下的摩擦磨损试验研究,通过微观分析手段对磨痕表面及其断面形貌,以及磨损颗粒形貌、成分等的变化规律进行分析研究,协力石墨探讨了铜基石墨复合材料的摩擦磨损性能及自润滑机理。镀铜、镀镍石墨粉制备的铜基复合材料形成的石墨润滑膜与复合材料基体有更好的粘附结合性能,润滑减摩特性明显优于纯石墨粉制备的复合材料,尤其是镀镍石墨粉制备的复合材料自润滑性能更佳。轻微磨损阶段,固体润滑薄膜的破裂、脱落与修复处于动态平衡状态；进入中等磨损阶段,固体润滑薄膜难以达到动态平衡,磨粒磨损与粘着磨损逐渐成为主要磨损形式；严重磨损阶段,表面已不存在连续的润滑膜,对偶件大部分直接接触,亚表层发生较大的塑性变形,裂纹在亚表层石墨处形核、扩展并引起磨粒脱落以及粘着磨损是严重磨损阶段的主要失效形式,并伴随有氧化磨损的发生。铜-石墨界面结合研究、复合材料力学性能检测分析以及复合材料摩擦磨损行为及机理的分析探讨,为研发新型高性能铜基石墨自润滑材料提供了理论基础和技术支撑,研究表明石墨表面镀层是改善铜基石墨自润滑材料摩擦学性能的关键,其中将镀镍石墨粉用于铜基自润滑复合材料的制备,以及系统地对其进行摩擦学特性及机理研究还未见报道,是本论文主要创新之处。

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