铅对铜基固体自润滑材料的润滑机理

以固溶强化的铜锡合金作为基体,以石墨和铅作为固体润滑剂,采用粉末冶金方法制备高速、重载条件用新型固体自润滑材料,研究铅对材料的高温力学性能和摩擦学行为的影响,通过分析摩擦表面和亚表面的微观形貌与结构探讨铅与石墨的协同润滑机理。结果表明:在铜-石墨材料中添加铅可显著提高材料的硬度和室温拉伸强度;铅的添加可提高铜-石墨材料300℃以下的高温压缩强度,Cu-9Sn-9Pb-10C在300℃的高温压缩强度为215.3 MPa;添加铅可显著提高铜-石墨材料在高速、重载条件下的摩擦稳定性,并略微降低平均摩擦因数。     

高速高温下发动机纳米铜润滑材料的摩擦学行为

针对发动机在高速、高温等苛刻条件下,零部件表面因磨损而导致装备失效的难题,对纳米铜润滑材料的摩擦学行为进行研究,采用摩擦磨损试验机测试该材料在高速和不同温度条件下的摩擦学性能,并用扫描电镜分析纳米铜润滑材料的修复性能.结果表明:自制纳米铜润滑材料在高温高速条件下具有良好的抗磨减摩性能,在试验温度140℃时,能够使50CC润滑油的摩擦因数降低20.5%,磨斑直径降低24.6%,摩擦表面温度降低26.6%,同时表现出良好的修复性能.模拟发动机台架考核试验表明,高速运行下,在15W/40CD润滑油中添加纳米铜润滑材料能使发动机的摩擦功降低2.4%,发动机功率提高3.6%.     

石墨的铜包覆量对自润滑材料的性能影响

采用粉末冶金方法,选取铜质量分数分别为30%和60%的铜包石墨与铜粉制备铜基石墨自润滑材料,并对不同包覆量的石墨制备的固体自润滑材料的性能进行分析。结果表明,铜包覆量为30%的石墨制成的固体自润滑材料在20N载荷下的最小摩擦因数为0.13,对应的抗压强度为192 MPa,力学性能和摩擦磨损性能好;选用包覆含量为30%的铜包石墨可以与铜粉制成减摩润滑效果好且力学性能优的固体自润滑材料。     

Ti_3SiC_2替代石墨对铜基摩擦材料性能的影响

以Ti3SiC2替代石墨作为减摩剂研制了一种新型的粉末冶金铜基摩擦材料,探讨了Ti3SiC2替代石墨对铜基摩擦材料性能的影响。结果表明:和石墨相比,Ti3SiC2与Cu基体界面发生了扩散反应,增强了与基体的结合能力。试样在高速、高温摩擦磨损试验下获得了较稳定的摩擦系数;高温摩擦试样表面经XRD检测出含有TiO、SiO2薄膜,拥有很好的高温抗氧化能力。     

石墨对铜基粉末冶金闸片材料性能的影响

采用粒度>550μm的天然鳞片石墨和人造石墨配合制备了铜基粉末冶金高速列车制动闸片材料,系统研究了鳞片石墨粒度对材料力学性能、摩擦磨损性能和摩擦膜形成的影响。结果表明:采用粒度>550μm的天然鳞片石墨作润滑组元,所制备摩擦材料的抗压强度显著高于采用小粒度石墨所制材料,达到145.30MPa;随鳞片石墨粒度的增大,材料的摩擦系数降低,磨损率降低幅度可达50%以上,摩擦表面趋于形成完整的摩擦膜;采用鳞片石墨和人造石墨配合使用,能够显著提高材料强度。     

铜铝镍石墨可磨耗涂层热稳定性试验研究

采用火焰喷涂方法在M152不锈钢基体上制备了铜铝镍石墨可磨耗涂层,对涂层试样进行了静态空气下550℃和577℃的热稳定性试验,研究分析了涂层的硬度、结合强度和高温高速可磨耗性随保温时间的变化。结果表明:铜铝镍石墨涂层在550℃和577℃保温1000h后,硬度没有明显变化,结合强度提高了2倍以上,涂层与GH4169模拟叶片对磨的可磨耗性基本未受影响,IDR3%,可磨耗性优异,初步分析了涂层热稳定性的影响因素。     

不同种类石墨及碳纤维对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

研究了天然石墨、致密石墨及其两者混合0.1%(质量分数)碳纤维后分别对铜基粉末冶金摩擦材料摩擦性能的影响。结果表明:石墨能在摩擦表面形成一层润滑石墨膜,且天然石墨产生的石墨膜更加完整稳定。低速摩擦条件下致密石墨与碳纤维混合使用可使摩擦因数提高8.5%,材料的散热效果有所提高。天然石墨与致密石墨相比摩擦因数基本持平,摩擦温升降低1～3℃。     

铜锡合金添加量对车辆制动用摩擦材料性能的影响

对车辆制动用铜锡合金摩擦材料进行力学特性、摩擦性能及摩擦表面表征,分析了不同铜锡合金添加量对车辆制动用摩擦材料性能的影响。结果表明:随着铜锡合金添加量的增加,摩擦材料的密度逐渐增加,pH值基本保持不变;硬度先提高后降低,压缩应力先降低后提高,剪切强度变化不大。随着制动压力的增加,所有样品的摩擦因数呈降低趋势。添加15%(质量分数)铜锡合金的样品表面形成了比较完整的摩擦膜,但摩擦过程中出现了一定程度的剥落。     

石墨含量对铜-石墨材料机械性能和摩擦特性的影响

铜—石墨材料广泛用于高速滑动条件下工作的摩擦部件(如滑动电触头等)。本文所研究的铜-石墨材料,是用-1铜粉和C-1胶体石墨配成混合料,用双向压制成压坯,然后在950℃的氢气介质中烧结2h得到试样,再进行精整,在某些情况下,还在450℃的温度下对其退火1h。然后测量其硬度、冲击韧性、横向抗弯强度和抗压强度。抗压试验的试样尺寸为:直径×高=10×15mm。     

非金属颗粒表面镀铜及其对烧结摩擦材料强度的影响

采用高装载量的化学镀铜方法,使石墨、SiO_2等非金属颗粒表面金属化,改善非金属颗粒与金属(合金)基体的结合状态,从而提高了烧结摩擦材料的强度。     

(Cu-50TiH_2)+SiC_p复合粉体焊料连接石墨/铜接头的微观结构

碳材料与铜的连接在汽车及能源等领域具有潜在的应用。采用Cu、TiH2和SiC粉末组成的复合粉体焊料在950℃/10min工艺条件下真空钎焊石墨与铜,并研究复合粉体焊料中SiC含量对石墨/铜接头剪切强度的影响。结果表明,复合焊料中添加SiC有利于接头室温剪切强度的提高。当SiC体积分数为10%时,接头室温剪切强度最高,为19.2MPa。微观分析表明,连接过程中,复合粉体焊料中TiH2分解产生的Ti与SiC发生原位反应,生成TiC、Ti5Si3及Ti3SiC2等反应产物;另外,Ti与石墨母材发生界面反应形成厚度为2~3μm的TiC反应层,Ti和Cu则形成Ti3Cu4等金属间化合物。由于Ti3SiC2在高温下具有塑性,可在一定程度上缓解石墨/铜接头的残余热应力。同时,晶须状和颗粒状的反应产物弥散分布在连接层中,对接头起强化作用,也有利于石墨/铜接头性能的提高。     

铜铝 / 镍石墨封严涂层高温可磨耗性能研究

采用高温高速可磨耗试验机, 在温度为 450 ℃, 刮擦线速度为 350 m/s, 进给速率分别为 10 μm/s、 50 μm/s、 100 μm/s 条件下, 对铜铝 / 镍石墨封严涂层进行了高温高速可磨耗实验; 并利用体式显微镜、 扫描电镜、 能谱对 试样刮擦前后的微宏观形貌进行了分析。 同时, 对试样高温高速磨耗过程中叶尖与涂层之间的作用力和磨损质量 进行了分析。 研究结果表明, 涂层试样经磨削后部分试样表面会出现麻坑, 叶尖表面有涂层转移附着; 涂层粘附 转移现象随着进给速率的增加而减少; 叶尖与涂层之间的最大切向力、 最大径向力、 平均径向力和平均切向力均 随着进给速率的增加而增加, 涂层磨损质量随进给速率的增加而减少。 叶片磨损质量和叶尖磨损比值分析表明, 叶尖与对应的铜铝 / 镍石墨封严涂层构成的体系可磨耗性能匹配性较好。     

含石墨的青铜-钢背双金属材料的微摩擦学特征

通过粉末冶金工艺制备了含石墨的青铜-钢背复合材料,采用多功能微摩擦磨损测试仪和扫描电镜等检测分析手段,研究了石墨含量对材料的硬度、显微组织和摩擦磨损性能的影响,并考察了摩擦磨损机理。结果表明:随着石墨含量的增加,材料的硬度逐渐降低;材料的摩擦磨损性能是随着石墨含量的增加先逐渐提高,后逐步降低;在石墨含量为3%(质量分数)时,材料的平均摩擦系数、最大摩擦系数和摩擦系数变化幅度等摩擦磨损性能最佳;在既定试验条件下,合适的石墨含量和材料硬度是保证石墨能够在摩擦面上成膜良好和充分发挥固体润滑剂作用的关键。     

纳米颗粒增强铜基喷撒摩擦片的摩擦学性能研究北大核心

通过调整成分配比、添加纳米材料、采用球磨工艺及改变石墨形态研究了纳米材料、球磨处理及石墨形态对铜基喷撒摩擦材料摩擦学性能的影响规律。结果表明:添加Ni/n-SiO2与球磨Cu/天然石墨、球磨Cu/nSiO2与球磨Cu/天然石墨可提高铜基喷撒摩擦片的综合性能;球磨Cu/纳米石墨+球磨Cu/天然石墨可提高铜基喷撒摩擦材料的耐磨性和耐热性能,但会显著降低摩擦材料的摩擦因数;采用球磨法制备Cu与石墨的复合颗粒,可提高铜基喷撒摩擦材料基体中的石墨含量,从而显著提高摩擦材料的耐热性能。     

镝对钨钼表面高速钢高温摩擦性的影响

采用双层辉光等离子渗金属技术在Q235钢表面渗入钨、钼、镝,并进行渗碳淬火和回火以形成表面高速钢层。然后与钨钼表面高速钢和强化4Cr13钢在HT-500型高温摩擦磨损实验机上进行高温摩擦实验。研究发现,对比钨钼表面高速钢和强化4Cr13钢发现,在相同摩擦条件下,表面稀土高速钢的耐磨性能更好。在20℃~500℃摩擦温度下,表面稀土高速钢的粘着和剥落现象较少,因此其摩擦曲线平稳,平均摩擦系数较小。在400℃、500℃时其磨损量分别是钨钼表面高速钢的0.36、0.53倍,是强化4Cr13钢的0.91、0.69倍,说明镝的添加可提高表面高速钢的高温耐磨性;摩擦温度升高,摩擦面氧化和软化更易发生,但稀土的作用使表面稀土高速钢强韧性好,不易发生塑性变形或脆性断裂,有效支撑氧化层发挥其润滑作用,在高温下表面稀土高速钢只发生磨粒磨损和氧化磨损。     

Cu基粉末冶金闸片高速制动性能

Cu基粉末冶金闸片在高速制动时受温度的影响易发生摩擦系数的衰退，直接影响列车制动的有效性。利用1:1制动试验台进行不同速度下Cu基粉末冶金闸片的高速制动试验，分析试验后的摩擦材料和磨屑组织。结果表明：制动速度为350 km·h^-1和380 km·h^-1产生的高温使摩擦材料表层的金属基体发生软化熔融，降低了摩擦副表面微凸点的剪切阻力，导致摩擦系数下降。摩擦表面形成的金属氧化膜具有减磨作用，造成摩擦系数的进一步衰退。在380 km·h^-1制动时，石墨在高温下被氧化，摩擦表面失去稳定的润滑膜，出现粘着磨损和材料转移，磨耗量大幅增加。     

石墨、SiO2在铜基摩擦材料基体中的摩擦学行为研究

研究了石墨、二氧化硅在铜基摩擦材料基体中的摩擦磨损行为.研究结果表明:在添加石墨及添加石墨与SiO2后的2种材料中,摩擦因数随着转速的加快而减小,前者的磨损量随转速的提高而增加,后者的磨损量则呈相反的变化趋势.基体中加入石墨,当转速不同时,材料的磨损机理也不同.低转速时主要发生粘着和犁削现象,当转速加快后材料的磨损以犁削和剥层脱落为主,高转速时则出现了氧化磨损.高转速时石墨在摩擦表面被碾成一薄层,与表面塑性变形金属和磨屑形成多层叠加结构,削弱了表层与基底的结合强度,容易发生层状剥落;基体中加入石墨与二氧化硅后,在较低转速时材料以磨粒磨损为主,高转速时则伴随有少量氧化磨损发生,石墨在摩擦表面不形成多层叠加结构,表面膜上的裂纹是导致表面膜脱落的主要原因.     

Al-Pb-Si合金粉末及其板材的研究

一、前言 随着内燃机向高速、重载、增压、强化的方向发展,对于滑动轴瓦材料性能的要求不断提高。为适应中等负荷轴瓦的需要,在Al-Si或Cu-Pb与钢复合轴瓦表面镀一薄层铅、锡、铜三元合金,但工艺复杂,价格昂贵,因而开始了对Al-Pb系轴瓦材料的研究。美国Clevite公司于1976年制出了Al-Pb合金     

粉末冶金摩擦材料的应用

我国粉末冶金摩擦材料的生产和应用,是在六十年代中期开始的,最近几年有了很大发展。在国防和民用机械如飞机、坦克、重型汽车、船舶、拖拉机、推土机和机床上,都不同程度地采用粉末冶金摩擦材料做离合器和制动器的元件。 随着动力机械向高速、高负荷方向发展,摩擦元件的工作条件越来越繁重。例如,制动的滑动速度提高到50米/秒,工作压力增加到50公斤力/厘米~2时,摩擦表面的瞬时高温可达1000℃,这样,过去广泛使用的石棉-树脂摩擦材料,往往由于烧焦、碎裂而失效。通常使用的金属材料如耐磨铸铁、青铜等,由于高温时     

含硫石墨减磨铸钢的研究

含硫石墨铸钢是一种新型自润滑剂－钢复合的减磨材料，采用新的含硫石墨减磨铸钢替代青铜，黄铜做摩擦件，与硬度ＨＲＣ４０－５０的４５号钢匹配，可使滑动摩擦部件寿命提高２倍以上，维修费也大为下降，而且成本低廉，并可节约大量的有色金属铜，锡，铅，锌等，具有良好的推广价值。