论文部分内容阅读
传统的粉末冶金受电弓滑板对导线的磨耗严重;炭滑板电阻率较大,而且强度不足易发生事故;浸金属滑板的制备工艺复杂,造价高。为了解决这些滑板存在的问题,本文采用一种改进的热压-固化工艺研制出了一种磨损率小、导电性能和耐热性能优良的滑板用铜基复合材料。该滑板材料以铜粉为导电相;以石墨为自润滑相;以树脂为粘结剂;通过对树脂进行改性进一步提高了滑板耐热耐磨损性能。论文首先探索了材料的成分配方,用聚双马来酰亚胺树脂(PBMI)对腰果壳油改性酚醛树脂(YM)进行了耐热改性处理,并制备出了滑板用铜基复合材料。采用MM-1000、MG-2000型摩擦磨损试验机进行摩擦磨损测试,用STA449型差热-热重分析仪对树脂的热稳定性进行分析,用XJL-03型金相显微镜对材料的金相组织进行观察,用JSM-6700F型SEM扫描电子显微镜对摩擦表面进行形貌观察。研究结果表明:通过对粘结剂用树脂进行耐热改性,使得材料的磨损率、摩擦系数和电阻率显著降低。优化后的滑板材料配方为:电解铜粉77mass%、石墨11mass%、丁腈橡胶(NBR)1mass%、YM 3mass%、PBMI 7mass%、其它1mass%。树脂未经改性处理的材料的磨损率为7.9×10-8mg/mm3 ,改性后降低到了2.6×10-8mg/mm3。未经改性处理的树脂的DSC曲线的放热峰温度为550℃,改性处理后升高到了675℃;改性前材料的电阻率为4.83~10.27μ?·m,改性后则下降到了2.01~5.54μ?·m;摩擦系数则由0.18下降到了0.10。实验结果表明,PBMI树脂可以提高YM在复合材料中的作用,且在摩擦过程中会产生自润滑的效果。通过观察材料的摩擦表面形貌,得出该滑板材料的摩擦机制主要为粘着磨损和磨粒磨损。