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随着食品、纺织及冶金行业的高速发展,人们对在高速高温工况条件下运行的摩擦零件提出了更高的要求。鉴于润滑油脂不可避免的会对环境造成污染,发展在高温高速环境下使用的具有良好耐磨性及自润滑性能的复合材料具有实际的应用及研究价值。镍基合金以其良好的抗氧化、抗腐蚀及高温力学性能而得到了广泛的应用。本文以Ni20Cr合金为基体,加入镍包石墨、BN及共晶BaF2/CaF2混合物为润滑相,采用粉末冶金的方法制备了镍基高温多相复合自润滑材料,并利用OM、SEM、XRD、EDS、摩擦磨损试验及力学性能试验等手段对制备的复合材料的组织结构、显微形貌、力学性能与摩擦磨损性能及其机理进行了系统的研究。结果表明:烧结温度为1220℃,烧结保温时间为3.5h时,镍基合金复合材料获得了最高的力学性能。随着镍包石墨含量的增加,制备材料的密度、硬度及压溃强度呈下降趋势。镍包覆石墨改善了润滑相与基体镍晶粒的浸润性,当镍包石墨的质量分数为10wt.%-20wt.%时,复合材料的硬度达到90HV-110HV,压溃强度达到350MPa-450MPa;复合BN对烧结的阻碍作用使得复合材料的密度降低,孔隙度升高,硬度及压溃强度下降,当BN的含量为2wt.%时,材料的组织结构及力学性能较好。当添加6wt.%-12wt.%的BaF2/CaF2进行复合制备时,含2wt.%BN的镍基复合自润滑材料由于BaF2/CaF2填充孔隙的作用改善了其显微组织结构及力学性能,复合材料硬度为112.9HV-119.6HV,压溃强度为346.47MPa-436.02MPa;而添加了10wt.%镍包石墨及2wt.%BN的Ni20Cr-BN-C-BaF2-CaF2材料,当BaF2/CaF2含量为8wt.%时,样品硬度达到最高的66.1HV、压溃强度达到最高的236.64MPa。不同润滑相的Ni20Cr基复合自润滑材料其摩擦磨损性能及机理不同。未添加任何润滑相的样品摩擦系数为0.49左右,磨损量约为0.744mg/m,表现出了严重的粘着磨损现象,加入2wt.%BN后,Ni20Cr复合材料的粘着磨损有所改善,摩擦系数及磨损量降低;石墨大大降低了材料发生粘着磨损的倾向,含10wt.%镍包石墨的镍基复合材料表现出了典型的磨粒磨损的特征;加入2wt.%BN及8wt.%BaF2/CaF2的镍基复合材料其磨损量降低为0.083mg/m,摩擦系数降低为0.31:而同时加入2wt.%BN、10wt.%镍包石墨及8wt.%BaF2/CaF2的材料获得了最低的摩擦系数0.27及较低的磨损量0.114mg/m,其磨损机理为磨粒磨损、表面疲劳磨损及轻微的氧化磨损。