MoS_2在铁基粉末冶金摩擦材料中的作用机理

【摘要】：二硫化钼作为润滑组元广泛应用于铁基粉末冶金航空摩擦材料中。本文详细研究了MoS_2在铁基摩擦材料氢气保护下的加压烧结过程中的变化，以及它在材料的摩擦磨损过程中的作用机理。 研究表明：作为润滑组元加入铁基摩擦材料中的MoS_2，在H_2保护下的加压烧结过程中发生了分解反应，形成了S和Mo；分解后的S、与基体铁发生反应生成了FeS，分解后的Mo则固溶于基体α—Fe相中。当烧结温度超过989℃，FeS与基体Fe发生溶晶反应：γ-Fe+FeS→L，使烧结过程中出现液相，促进烧结过程的进行；而Mo固溶于基体铁对摩擦材料起到了固溶强化的作用，提高了材料的强度硬度。随着材料中MoS_2含量从O增加到8％，材料摩擦磨损性能先提高再降低，MoS_2含量为4％的材料表现出良好的综合性能和优异的摩擦磨损性能。含MoS_2的铁基粉末冶金摩擦材料，随着摩擦速度的提高，表面温度不断升高，材料摩擦面发生了一系列物理化学变化，摩擦层逐渐形成，在高速时形成了理想的表面工作层。新相FeS具有类似MoS_2的层状结构，因此MoS_2对铁基粉末冶金摩擦材料的作用，实际转化为FeS对材料的润滑作用以及S、Mo与基体中其他组元形成的新相对材料物理力学性能及摩擦磨损性能的影响。 另外：以S和Mo代替MoS_2加入铁基粉末冶金摩擦材料中，在中低速时获得了优良的摩擦磨损性能，但高速时摩擦系数大幅度降低，而且摩擦过程中材料表面没有形成良好的工作层，各种性能不如加入MoS_2的材料。