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铜基粉末冶金摩擦材料基体及其摩擦

李世鹏  
【摘要】:基体作为粉末冶金摩擦材料的主要组元,其组织结构、物理-力学性能在很大程度上决定了摩擦材料的力学性能、摩擦磨损性能、热稳定性和导热性等整体性能的发挥。 本论文通过对铜基粉末冶金摩擦材料基体显微组织、物理-力学性能及其摩擦磨损性能的研究,探讨了Cu-Sn合金基体性能的影响因素在材料摩擦磨损过程中的行为及其机理;Fe及SiO_2在基体摩擦磨损过程中的作用机理;并对以Cu-Sn-Zn、Cu-Sn-Ni、Cu-Sn-Zn-Ni为基体的摩擦材料的摩擦磨损性能进行了研究。结果表明: (1)铜锡合金基体的摩擦磨损性能与锡含量和转速有关,转速增加,摩擦因数降低,磨损量增加;在中高转速时锡含量高的材料摩擦因数大,耐磨性好;低转速下,材料磨损主要以粘着与犁削为主,高转速下则出现剥层脱落与氧化磨损;氧化膜能减小材料摩擦因数,与基体结合的强弱决定了材料的磨损量。 (2)Fe、SiO_2都可提高摩擦因数,但二者增摩效果不同,这与它们自身的属性、与基体的结合能力、表面工作膜的形成以及在摩擦过程中的作用机理不同有关;SiO_2能较大地提高材料摩擦因数,但增加了低转速条件下的磨损量。表层中的SiO_2颗粒,在摩擦压力及微凸体的冲击作用下被碾碎成小颗粒,产生磨粒磨损。加入少量的Fe对提高摩擦因数的作用不大,Fe含量增加,材料的摩擦因数及其稳定性增加,但耐磨性降低;Fe的氧化膜上分布较多网状显微裂纹。 (3)铜锡合金基体中加Zn能提高材料的摩擦因数和中高转速条 件下的耐磨性。随着Zn含量增加,摩擦因数会降低,其原因与基体 的微观结构及其性能有关;加Ni也能提高材料摩擦因数及耐磨性, 随着Ni含量的增加,材料的耐磨性增加。基体中加Ni比加Zn更有 利于提高摩擦材料基体的综合性能。


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