石墨的铜包覆量对自润滑材料的性能影响

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2016.01.015石墨的铜包覆量对自润滑材料的性能影响张晓丹1，崔云涛2，马捷1，章德铭2（1.北京工业大学材料科学与工程学院，北京100124；2.北矿新材科技有限公司，北京102206）摘要：采用粉末冶金方法，选取铜质量分数分别为30%和60%的铜包石墨与铜粉制备铜基石墨自润滑材料，并对不同包覆量的石墨制备的固体自润滑材料的性能进行分析。结果表明，铜包覆量为30%的石墨制成的固体自润滑材料在20N载荷下的最小摩擦因数为0.13，对应的抗压强度为192MPa，力

2、学性能和摩擦磨损性能好；选用包覆含量为30%的铜包石墨可以与铜粉制成减摩润滑效果好且力学性能优的固体自润滑材料。关键词：铜包石墨；包覆含量；固体自润滑；摩擦磨损性能中图分类号：TB333文献标志码：A文章编号：1007-7545（2016）04-0000-00EffectofCoatingContentofCopper-coatedGraphiteonPropertyofSelf-lubricatingMaterialsZHANGXiao-dan1,CUIYun-tao2,MAJie1,ZHANGDe-ming2(1.Col

3、legeofMaterialsScienceandEngineering,BeijingUniversityofTechnology,Beijing100124,China;2.BGRIMMAdvancedMaterialsScience&TechnologyCo.,Ltd,Beijing102206,China)Abstract：Coppermatrix-graphiteself-lubricatingmaterialswerepreparedbypowdermetallurgyapplyingcopper-coatedg

4、raphitepowderswithcoppermassfractionof30%and60%respectivelyandcopperpowdersasrawmaterials.Thepropertiesofsolidself-lubricatingmaterialswithdifferentcoatingcontentofcopper-coatedgraphitewereinvestigated.Theresultsshowthattheminimumfrictioncoefficientofsolidself-lubr

5、icatingcompositematerialsat20Nloadingmadeby30%coatingcontentcopper-coatedgraphiteis0.13,andcompressivestrengthis192MPa.Thecompositeswithbetterself-lubricatingpropertiesandmechanicalpropertiescanbemaintainedbycoatingcontentof30%copper-coatedgraphite.Keywords:copper-

6、coatedgraphite;coatingcontent;self-lubricating;frictionandwearbehaviors固体自润滑材料由于在高温、重载等低油无油的特殊工况条件下具有良好的使用性能，已逐渐成为润滑领域一个重要研究课题[1-4]。金属基固体自润滑材料相对于非金属基和高分子基固体自润滑材料具有更高的强度和稳定性进而得到更广泛的关注，尤其以铜基石墨自润滑材料为主要研究对象[5-9]。由于铜与石墨的不相溶性，制约了其自身性能的提高，国内外针对铜与石墨的结合性问题已有大量文献报道[10-15]，通过

7、对石墨表面镀铜、改善铜与石墨界面的润湿性可以提升铜与石墨的界面结合作用。但对于石墨表面包覆铜的含量对固体自润滑材料性能的影响还未见报道。本文主要选取两种不同包覆含量的铜包石墨粉与铜粉采用粉末冶金方法制备铜基石墨自润滑材料并考察其相关的力学性能和摩擦磨损性能。1试验方法1.1材料制备与工艺方案原材料为0.074mm含有0.5%Al2O3弥散强化铜粉(质量分数，下同)，0.074mm铜含量分别为30%和60%的铜包石墨粉以及没镀铜的石墨粉。按照以石墨单一的质量分数为4%、5%、6%、7%、8%的比例将3种石墨粉分别和铜粉充分混匀

8、，然后将混合后的粉装入钢制模具中，在YE2000A液压式压力试验机上，于240MPa压制压力下保压1min。然后在真空炉中进行高温烧结，烧结温度850℃，真空度≤0.05Pa，保温3h，即制得待测样品。1.2性能测试采用CFT-I型材料表面性能综合测试仪进行摩擦磨损试验，摩擦副运动方式为往