石墨对钒钛铁精矿原位制备铁基摩擦材料的影响

在真空条件下以钒钛铁精矿为原料原位碳热还原烧结制备铁基摩擦材料,研究石墨含量对铁基摩擦材料显微组织、硬度、摩擦性能以及磨损形貌的影响。结果表明,利用钒钛铁精矿可制备出性能优良的铁基摩擦材料;少量石墨促进烧结过程,石墨含量为5%时,材料组织最致密,且孔隙趋于球形,过量石墨阻碍烧结颈的形成,割裂基体;当石墨含量从3%增加到7%时,材料硬度降低约36%,摩擦系数降低约25%,材料的磨损机制由粘着磨损和轻微的磨粒磨损转变为石墨自润滑磨粒磨损,最后转变为犁削磨损;适当的石墨含量和孔隙度能有效降低磨损率,石墨含量为6%时耐磨性最好,其磨损率为2.00×10-7cm3/J。     

覆铜铁粉对铜铁基粉末冶金闸片材料性能的影响

采用添加常规还原铁粉和覆铜铁粉(Fe-25Cu)制备出铜铁基粉末冶金闸片材料,测试两种闸片材料的力学性能,并通过扫描电镜观测其微观组织形貌,在MM1000-Ⅱ摩擦磨损试验机上测试摩擦磨损性能。结果表明:在烧结过程中,覆铜铁粉主要是外层的Cu粒子与基体铜粉熔合,实现了类似单一基体原子的结合,同时,抑制了Fe与合金元素Cr形成固溶体。改善了Cr作为表面活性元素对铜和石墨界面的润湿作用,降低了孔隙率,提高了材料基体的强度以及闸片材料的力学性能,降低了闸片材料的磨损量,使材料获得更优异的摩擦磨损性能。     

石墨烯-Cu/Ti6Al4V复合材料的制备及力学性能

采用表面无敏化、无活化的化学镀铜法对石墨烯进行表面镀铜,并通过微波烧结法(烧结温度为1000℃)制备石墨烯(GNPs)/Ti6Al4V、石墨烯(GNPs)-Cu/Ti6Al4V复合材料,探讨石墨烯表面镀铜后对钛基复合材料显微组织和性能的影响。结果表明:石墨烯表面成功镀覆一层较均匀分布的铜颗粒,石墨烯与基体Ti界面反应严重,容易生成粒径为2~5μm的TiC;石墨烯表面镀铜后,界面反应产生的TiC含量增多,同时引入了Ti_2Cu相。相比于单纯外加石墨烯,石墨烯表面镀铜后,微量铜降低了烧结温度,提高了复合材料的力学性能,其致密度、显微硬度、压缩强度分别达到96.55%、534HV_(0.1)、1602MPa,室温磨损机制由基体(Ti6Al4V)的磨粒磨损转变为GNPs-Cu/Ti6Al4V复合材料的粘着磨损。     

添加微量SiC和石墨对Cu-Cr-Zr-Ag-Nb合金耐磨性的影响

采用真空感应熔炼和铸造的方式制备Cu-0.7Cr-0.12Zr-0.1Ag-0.12Nb基体材料与Cu-0.7Cr-0.12Zr-0.1Ag-0.12Nb-1SiC-0.5Gr(石墨)复合材料.利用金相显微镜、环境扫描电子显微镜和HT-1000型摩擦磨损试验机,对比分析了基体材料和复合材料的显微组织、基体材料和复合材料...     

用于高铁桥梁支座滑板的Go/CF/PTFE复合材料摩擦学特性研究

通过冷压成型和真空热压烧结法制备出了用于高铁桥梁支座滑板的石墨烯(Go)和碳纤维(CF)填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,并对Go/CF/PTFE复合材料的力学性能、微观组织及摩擦学特性进行了分析。结果表明:适量添加Go和CF能有效提高复合材料试样的力学性能和摩擦磨损性能。CF与Go的加入改变了复合材料试样摩擦磨损形式,磨损形式由粘着磨损与犁削磨损转变为疲劳磨损。CF在基体材料中的均匀分布,起到了裂纹钉扎和桥联作用,有效阻止了裂纹的萌生和扩展,增加了裂纹拓展的阻力,从而提高了复合材料的力学性能和摩擦磨损性能。     

Cu粉类型对铜基摩擦材料性能的影响

分别以电解Cu粉、气雾化Cu粉、水雾化Cu粉等纯Cu粉,锡青Cu粉、黄Cu粉、白Cu粉等合金Cu粉为基体,通过粉末冶金热压烧结的方式,制备了铜基摩擦材料。结果表明,以纯Cu粉为基体的摩擦材料综合性能比要优于合金Cu粉为基体的,其中以电解Cu粉制备的试样在6组试样中,密度最大,为5.46g/cm~3,孔隙率最小,为18.14%,硬度(HBW)最高,为23.20;采用雾化Cu粉制备的试样,由于其球形颗粒形状的原因,增加了粉体的表面能和界面能,起到了稳定摩擦、增大摩擦因数的作用,其摩擦因数最大,为0.33;而以合金Cu粉制备的试样,由于基体材料的形状结构不规则,导致材料的结合能力和流动性降低,摩擦后材料变形严重,磨损加剧。     

石墨/铜铁基自润滑复合材料的摩擦学性能研究

采用感应加热烧结粉末冶金的方法,以铜铁合金为基体,添加石墨制备石墨/铜铁基自润滑复合材料,对比研究了添加石墨前后2种材料的组成、结构、表面形貌及摩擦学性能,并分析了磨损机理。研究结果表明:添加石墨能起到润滑作用,使材料的摩擦因数减小,磨损率降低;添加的石墨一部分转化成新态,其余则进入材料的空隙中,在摩擦过程中形成润滑膜起到减摩的作用;添加石墨后,摩擦材料的磨损机制由粘着磨损变为磨粒磨损。     

石墨烯在不锈钢材料应用中的减摩和耐磨特性研究进展

材料间的摩擦和磨损会产生能源和经济上的损耗,高强度的石墨烯为提高材料的减摩和耐磨特性提供了新的途径.不锈钢材料已经在工业领域获得广泛的应用,根据石墨烯和不锈钢材料的结合方式分类,总结了国内外关于石墨烯应用于不锈钢材料减摩降损的研究进展,从不锈钢材料的加工到应用,揭示了石墨烯降低不锈钢摩擦因数的规律.石墨烯纳米颗粒作为切削液添加剂,可以极大降低不锈钢和刀具摩擦界面的摩擦因数,从而提高不锈钢工件表面加工质量.先制备后转移仍是当前石墨烯应用于不锈钢表面的主要方式,石墨烯以固体润滑剂的形式作用于摩擦界面,不锈钢表面的磨损率可以实现下降.激光熔化增材制造技术的不断发展,为石墨烯增强不锈钢复合材料提供有效途径,极大地推动该材料的工程应用进程,也为石墨烯降低不锈钢材料的摩擦磨损提供了新的研究方向.最后,通过对石墨烯降低不锈钢材料摩擦磨损的研究总结,指出了当前研究存在的部分问题并提出了解决措施,展望了该方向的应用前景.     

爆炸喷涂WC-12Co自润滑耐磨涂层工艺及性能研究

为了降低WC-12Co耐磨涂层的摩擦系数,采用4种制粉工艺(湿法球磨、湿法搅拌、烧结破碎、喷雾造粒)将石墨烯复合于WC-12Co粉末中,采用爆炸喷涂技术制备了石墨烯自润滑耐磨涂层。利用SEM、EDS、Raman等分析了不同制粉工艺获得粉末及涂层中石墨烯的组织形貌、物相组成。利用显微硬度计、万能拉伸机研究了涂层的力学性能。利用UMT-3摩擦磨损试验机研究了涂层的摩擦磨损性能。结果表明,喷雾造粒工艺制备的复合粉末中石墨烯在WC-12Co颗粒表面均匀、紧密粘附,涂层内部石墨烯含量较高,且仍以透明状、薄层状态嵌合在组织内部,结合强度约68 MPa,硬度HV_(0.3)约9400 MPa,相比原始WC-12Co涂层,石墨烯改性涂层摩擦系数降低约25%,石墨烯在摩擦过程中不断裸露于磨痕表面,在微区内形成润滑膜,起到较好的自润滑、减磨效果。     

铬对铁基预合金粉末烧结组织和性能的影响

采用冷压烧结方法制备Fe-Ni-Mo-Cu-Cr系铁基粉末冶金材料,研究了铬对粉末烧结密度、微观组织特征及耐磨性能的影响,并借助于扫描电镜观察分析磨损形貌、探讨其摩擦磨损机制。结果表明,添加少量铬的Fe-Ni-Mo-Cu预合金粉末,在1120℃下烧结,可获得较高的烧结密度；微观组织硬度随铬量的增加而增加,表观硬度随密度的增加而增加。干滑动摩擦磨损率随磨损滑移距离的增加先增加而后逐渐降低,磨损机制主要为粘着磨损和氧化磨损。     

铬对铁基预合金粉末烧结组织和性能的影响

采用冷压烧结方法制备Fe-Ni-Mo-Cu-Cr系铁基粉末冶金材料，研究了铬对粉末烧结密度、微观组织特征及耐磨性能的影响，并借助于扫描电镜观察分析磨损形貌、探讨其摩擦磨损机制。结果表明，添加少量铬的Fe-Ni-Mo-Cu预合金粉末，在1120℃下烧结，可获得较高的烧结密度；微观组织硬度随铬量的增加而增加，表观硬度随密度的增加而增加。干滑动摩擦磨损率随磨损滑移距离的增加先增加而后逐渐降低，磨损机制主要为粘着磨损和氧化磨损。     

石墨烯含量对石墨烯改性WC-Co自润滑耐磨涂层性能的影响

为了降低WC-Co耐磨涂层的摩擦因数,发挥石墨烯的减磨、润滑特性,采用喷雾造粒工艺制备石墨烯/WC-Co复合粉体,基于爆炸喷涂技术制备石墨烯改性WC-Co(GO/WC-Co)自润滑耐磨涂层。借助SEM、EDS分析粉末及涂层中石墨烯的存在、组织形貌、成分组成。采用UMT-2摩擦磨损试验机研究了不同石墨烯添加量对制备涂层摩擦磨损性能的影响。结果表明:爆炸喷涂制备石墨烯改性WC-Co涂层中石墨烯仍以透明状、片层状态存在,相比WC-Co涂层,石墨烯质量比为3%时,制备涂层摩擦因数降低约30%,石墨烯在摩擦过程中不断裸露于磨痕表面,在微区内形成润滑膜,起到较好的自润滑、减磨效果。     

石墨烯及碳纳米管增强铝基复合材料微观组织与耐磨性能研究

为提高铝基材料耐磨性,采用化学镀铜、镀镍复合方法制备镍铜原子包裹石墨烯和镀碳纳米管,在Al-5Mg混合粉体中添加不同质量分数(0. 1%、0. 2%)的复合镀石墨烯,并在添加质量分数为0. 5%的复合镀石墨烯基础上,添加不同质量分数(0. 1%、0. 3%和0. 5%)的复合镀碳纳米管后,进行超声-电磁复合分散,通过真空热压烧结的方法,制备石墨烯及碳纳米管增强铝基复合材料。利用扫描电子显微镜对试样进行微观组织观察,利用能谱仪对其进行微区成分分析,采用摩擦磨损试验机测试试样摩擦系数和磨损量。研究结果表明:当添加质量分数为0. 5%的石墨烯和0. 5%的碳纳米管时,所制备的铝基复合材料基体上均匀分布着亮白的铝镍相和石墨烯及碳纳米管,局部有石墨烯及碳纳米管团聚现象,团聚的石墨烯及碳纳米管表面保留着复合镀后的镍和铜元素。铝基复合材料的摩擦系数及磨损量随着石墨烯及碳纳米管添加量的增加而明显降低,当加入质量分数为0. 5%的石墨烯和0. 5%的碳纳米管时,其摩擦系数降低至0. 14～0. 27之间。     

爆炸喷涂石墨烯改性涂层的工艺及自润滑耐磨机制研究

为了降低WC-12Co耐磨涂层的摩擦系数,采用四种制粉工艺（湿法球磨、湿法搅拌、烧结破碎、喷雾造粒）将石墨烯复合于WC-12Co粉末中,基于爆炸喷涂技术制备了石墨烯自润滑耐磨涂层。借助SEM、EDS、Raman等手段分析了不同制粉工艺对获得粉末及涂层中石墨烯的组织形貌、物相组成。采用显微硬度计、万能拉伸机研究了涂层的力学性能。采用UMT-2摩擦磨损试验机研究了涂层的摩擦磨损性能。结果表明,喷雾造粒工艺可实现更多的石墨烯在WC-12Co颗粒表面的均匀、紧密粘附,涂层内部石墨烯含量较高,且仍以透明状、薄层状态嵌合在组织内部,结合强度约68MPa,硬度约940HV0.3,石墨烯涂层摩擦系数降低约25%,石墨烯在摩擦过程中不断裸露于磨痕表面,在微区内形成润滑膜,起到较好的自润滑、减磨效果。     

石墨烯涂层刀具的研究现状

针对高效干式切削加工中润滑能力不足,将自润滑性能优良的石墨烯粒子原位生长或者以复合材料的形式沉积于硬质合金刀具基体表面,有望弥补传统干切削中刀具使用寿命和加工性能偏低的不足。介绍了石墨烯材料在金属切削刀具领域中的研究和应用的现状,解读使用不同的工艺制备方法获得原生石墨烯涂层或者石墨烯复合超硬材料,并用其进行金属切削加工和摩擦磨损的试验。结果表明：石墨烯涂层刀具具备优良的润滑性能,能有效降低刀具的摩擦因数和磨损率,提高其使用寿命。     

氧化石墨烯改性自润滑耐磨涂层的组织与耐磨机理

为了降低WC-Co涂层的摩擦系数,采用湿法球磨工艺实现了氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)和WC-Co喷涂粉末的均匀混合,基于爆炸喷涂技术制备了氧化石墨烯改性WC-Co涂层。借助XRD、SEM、EDS等手段分析了涂层的氧化石墨烯存在、组织结构形貌、化学成分组成。采用显微硬度计、万能拉伸机及UMT-2摩擦磨损试验机等研究了涂层的力学及摩擦磨损性能。结果表明:氧化石墨烯改性后涂层内均匀分布有片层状氧化石墨烯,涂层组织致密、均匀,结合强度约82 MPa,显微硬度HV0。3为10062 MPa,氧化石墨烯改性后涂层相比WC-Co涂层摩擦系数降低了30%,氧化石墨烯的添加提高了WC-Co涂层的抗磨、减磨性能。     

CuCo2Be表面热喷涂制备Cr3C2-NiCr涂层的微观结构及高温摩擦磨损行为

选用等离子喷涂技术在CuCo2Be合金表面制备了Cr3C2-NiCr/NiAl复合涂层。以Al2O3陶瓷球为对偶材料运用UMT-2摩擦磨损试验机对基体和复合涂层进行高温摩擦磨损试验,并选用共聚焦激光扫描显微镜、扫描电镜、能谱仪、XRD等分析测试手段,详细研究了CuCo2Be合金表面等离子喷涂涂层物相组成、微观形貌及涂层和基体的高温滑动摩擦磨损行为,结果表明:CuCo2Be合金表面等离子喷涂获得的复合涂层致密,涂层为层状结构,物相组成呈现非晶态。通过高温摩擦磨损研究,结果表明:500℃摩擦磨损磨损过程中,涂层及CuCo2Be合金基体的磨损机制为:疲劳磨损和粘着磨损及少量氧化磨损的共同作用,从磨损的体积形貌来看涂层磨损量明显小于未喷涂之前的基体材料,等离子喷涂工艺制备的Cr3C2-NiCr/NiAl涂层质量优异,提高了材料的高温耐磨性。     

炮钢材料等离子淬火后的组织与性能

为提高炮钢材料表面硬度和改善摩擦磨损性能,采用等离子淬火技术对炮钢材料进行表面处理。通过金相显微镜分析了淬火硬化带的组织与形貌,用显微硬度计测量硬化带表面与断面的硬度,用摩擦磨损试验机研究摩擦因数与磨损形貌的变化。结果表明,炮钢材料在等离子淬火后由表面到基体分为3层,最表层为马氏体硬化层,最深达到1. 48 mm;表面硬度由320 HV0. 5提升至725 HV0. 5,硬度最大值处不在最表层而是在次表层;平均摩擦因数较淬火前降低了30. 2%,耐磨性提高11倍,磨损机制由黏着磨损变为为磨粒磨损。     

MoS_2对Fe-20wt%Cu基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

以Fe-20wt%Cu合金为基体,利用热压烧结法制备Fe-20wt%Cu基摩擦材料,研究了MoS_2含量对Fe-20wt%Cu基摩擦材料的组织、摩擦学性能及摩擦机理的影响。分析了MoS_2含量对复合材料密度、硬度、孔隙率和摩擦性能的影响。结果表明,MoS_2含量为3%时,该材料的摩擦系数为0.5973,磨损率为0.58×10-9kg/(N·m),此时试样摩擦磨损性能最佳。总体而言随着MoS_2含量的增加,磨损后试样表面的性能先升高后降低。     

石墨烯改性自润滑耐磨涂层的组织与耐磨机理研究

为了降低WC-Co涂层的摩擦系数,采用湿法球磨工艺实现了氧化石墨烯和WC-Co喷涂粉末的均匀混合,基于爆炸喷涂技术制备了氧化石墨烯改性WC-Co涂层。借助XRD、SEM、EDS等手段分析了涂层的氧化石墨烯存在、组织结构形貌、化学成分组成。采用显微硬度计、万能拉伸机及UMT-2摩擦磨损试验机等仪器研究了涂层的力学及摩擦磨损性能。结果表明：氧化石墨烯改性后涂层内均匀分布有片层状氧化石墨烯,涂层组织致密、均匀,结合强度约82MPa,显微硬度为1024HV0.3,氧化石墨烯改性后涂层相比WC-Co涂层摩擦系数降低了30%,氧化石墨烯的添加提高了WC-Co涂层的抗磨、减磨性能。