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随着航空航天、空间技术及新能源等诸多领域的发展,许多传统金属材料已经不能满足一些特殊服役条件下的耐磨性要求,在这种情况下固体自润滑复合材料显示出独特的减摩特性。因此,开发具有良好物理性能和机械性能且能在苛刻工况条件下工作的自润滑复合材料具有重要意义。本课题采用粉末冶金方法制备Cu/Cu-MoS2自润滑复合材料,该材料由铜层和Cu-MoS2表面耐磨层组成。将Cu粉和加入MoS2的合金粉末通过烧结得到两端性能不同的铜基自润滑复合材料,使得材料既具备高的机械强度和导电性,又具有良好的耐磨性。这类材料优于一般复合材料的根本原因在于结构的特殊性——存在过渡界面。过渡层的存在使得材料两端的成分互相渗透,达到良好的界面结合,并且发挥两端特有的性能优势。本论文分别采用冷等静压-烧结和真空热压烧结工艺制备Cu/Cu-MoS2自润滑复合材料,分析了复合材料的组织、物相及性能,并进行真空高温摩擦磨损试验,探讨了自润滑复合材料的减摩特性及磨损机理,得出以下结论:1.冷等静压-烧结工艺能够制备出界面结合良好的Cu/Cu-MoS2自润滑复合材料,界面之间没有发生突变,有过渡层存在。当MoS2含量为3%时,复合材料的硬度与导电率有良好的配合,硬度可达126.5HBW,导电率40.55MS.m-1。2.随着MoS2含量的增加,复合材料的密度和导电率逐渐降低,硬度则随着含量增加而升高。当MoS2含量由2%增加至6%时,密度降低2.77%,导电率降低31.9%,硬度提高42.97%。同时,复合材料的抗拉强度逐渐降低30.9%,断裂机制由完全韧性断裂向韧性断裂与脆性断裂混合转变。3.烧结过程中,MoS2部分发生反应,耐磨层的产物为复杂的铜硫钼化合物,铜的硫化物和单质Mo。随着MoS2含量的变化,铜硫钼化合物及铜的硫化物规律性的发生改变,由单一的Cu1.84Mo6S8向多种形式的Cu1.84Mo6S8、Cu5.4Mo18S24、Cu2S和Cu31S16转变。4.与冷等静压-烧结工艺相比,经高能球磨40h后,真空热压后复合材料耐磨层的硬度有很大提高,导电率差别不大,硬度可达148.6HBW,导电率可达40.25MS.m-1。5.通过高温真空摩擦磨损试验可以发现:当温度升高时,自润滑复合材料的润滑膜更易形成并发挥减摩作用。磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损,在不同温度下由不同的磨损机制占主导作用。综上,经高能球磨40h后,用真空热压工艺制备的Cu/Cu-MoS2自润滑复合材料硬度和导电性能很好配合,基底材料与耐磨层结合良好,并且在真空高温环境下具有优异的自润滑性能。