耐磨铜合金的研究现状与发展趋势
2021-01-26刘宇宁王云鹏祝儒飞白依可娄花芬
机械工程材料 2021年1期
关键词:复合材料
刘宇宁,王云鹏,祝儒飞,王 虎,白依可,娄花芬
(中铝材料应用研究院有限公司,北京 102209)
0 引 言
铜合金因具有良好的耐磨、耐腐蚀特性而常用作耐磨材料,同时该材料还具有良好的韧性、导热性等。国内目前已进入批量化生产阶段的耐磨铜合金体系主要包括铝青铜系、锡青铜系、硅青铜系、锰黄铜系、铝黄铜系、硅黄铜系和铅黄铜系等,均已在汽车、机械、航空航天、铁路、模具等领域获得较多的应用,主要用于生产轴承轴瓦、蜗轮蜗杆、衬套衬筒、滑靴滑履、汽车同步齿环等零部件[1]。航空航天、汽车、电机等工业的发展,尤其是涉及国家安全的重大工程对耐磨铜合金的各项性能指标提出了更高的要求,因而开发新型高性能耐磨铜合金材料并实现产业化生产至关重要。轴承保持架用普通黄铜正逐步被复杂黄铜所替代;航空用滑靴材料由黄铜和复杂黄铜向自润滑高强耐磨类铜合金方向发展;航天超低温用铜合金由铝青铜向超低温高韧耐磨铜合金方向发展。
当前具备较高开发价值的耐磨铜合金主要有Cu-Ni-Sn系、Cu-Al2O3系、Cu-Nb系、Cu-C系(包括铜/石墨、铜/石墨烯和铜/碳纳米管)和复杂黄铜。目前,耐磨铜合金的研究主要集中在材料整体强化和表面减阻等方面。在材料整体强化方面,一般借助合金化法(固溶强化、时效析出强化等)、复合强化法(原位自生、外加颗粒等)和工艺强化法(形变强化、细晶强化等)等途径提高材料的强度和耐磨性。在采用多种强化手段增强基体强度的基础上,添加合适的润滑组元材料等表面减阻技术能有效改善耐磨铜合金的力学性能和摩擦磨损性能。……
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