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粉末冶金青铜-石墨-MoS2自润滑材料的制备与摩擦性能

2021-12-22王慧灵姜锋童蒙蒙吴明锦叶鹏程

粉末冶金材料科学与工程 2021年6期

王慧灵,姜锋, ,,童蒙蒙,吴明锦,叶鹏程

粉末冶金青铜-石墨-MoS2自润滑材料的制备与摩擦性能

王慧灵1,姜锋1, 2,3,童蒙蒙1,吴明锦2,叶鹏程1

(1. 中南大学 材料科学与工程学院,长沙 410083;2. 中南大学 轻合金研究院,长沙 410083;3. 中南大学 轻质高强结构材料国防科技重点实验室,长沙 410083)

以Cu-25%Sn合金粉、镀铜石墨粉和MoS2粉末为原料,在740~820 ℃烧结温度下制备粉末冶金青铜-石墨-MoS2自润滑材料。利用扫描电镜(SEM)与X射线衍射仪(XRD)观察和分析摩擦材料的显微组织与结构,并测试和分析材料在4 N和10 N载荷下摩擦10 km过程中的摩擦因数和磨损表面形貌。结果表明,随烧结温度升高,青铜-石墨-MoS2自润滑材料的硬度和密度先升高后下降,在780 ℃下烧结的材料,孔隙数量较少、尺寸较小,材料密度和硬度较高;在10 N和4 N载荷下平均摩擦因数分别为0.28和0.36。摩擦过程中材料表面形成一层由石墨和MoS2组成的润滑膜,因而具有自润滑性能,在10 N载荷下的自润滑效果更好。

青铜-石墨-MoS2;烧结;显微组织;摩擦磨损;磨损机制

青铜基自润滑复合材料的摩擦因数小,耐磨性能好,力学性能优良,是制备现代自润滑摩擦零部件和滑动电接触零部件的优选材料,已在轴承、轴套、电刷等领域得到广泛应用[1−5]。石墨具有优良的导电和导热性能及耐磨耐高温等特性,但石墨的力学性能较差。MoS2的晶体结构和石墨类似,为多层堆积的片层结构,层内S—Mo—S共价键的强度非常高,而层与层之间的结合力为范德华力[6],MoS2晶体很容易沿运动方向发生平行滑动,从而提供润滑作用。……

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