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铜基受电弓滑板成分优化及组织性能研究

胡建红  
【摘要】:本论文的研究目的是改善铜基粉末冶金受电弓滑板的致密度、电导率、表面硬度等性能,并最终改善它的磨损性能。通过对铜基粉末冶金滑板的磨损机理分析,从滑板材料成分设计入手,并重新设计出滑板材料的成分组成,包括基体成分、润滑成分和强化成分。 本论文采用“正交实验方法”为主要成分优化方法,并得出铜基粉末冶金受电弓滑板材料较好的成分范围。应用金相显微镜、X射线衍射、扫描电镜、能谱仪等材料分析手段,对所制备的试样的性能进行分析测试;采用自行设计改装的磨损设备,对试样进行磨损实验,研究了磨损量和磨损率与时间的关系以及磨损率与速度的关系。 通过本文的研究,作者得出以下结论: 1 验证了试样制备工艺在压制成形、烧结、复压、复烧共四步粉末冶金工艺是成熟的。此工艺参数为压制压力:200Mpa,烧结温度:870℃,保温时间120分钟;复压压力为300 Mpa以上,复烧温度:870℃,复烧时间120分钟。 2 通过综合性能分析得到成分综合性能最好的试样其成分为4%锡、0%铅、2%石墨、5%铁,铜为余量;对正交实验成分因素分析得到成分最佳组合为4%锡、2%铅、3%石墨、5%铁,铜为余量。 3 在磨损实验中,石墨含量高,对改善磨损表面的润滑状况是有好处的。在跑合阶段,石墨含量4%试样比石墨含量2%试样少用5个小时进入稳定磨损阶段。但在本实验中,石墨含量高并不能说明其磨损性能就好。速度对磨损率的影响为随速度的加快,磨损率呈斜“之”字型变化。 4 所有的检测结果都说明本文采用的成分正交优化过程和工艺过程都是切实可行的,得出了比较可行的制备工艺和成分范围。 最后,对挤压成形工艺和磨损实验需改进之处提出了作者的个人看法。


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