铝含量对铜基粉末冶金材料性能的影响

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1、黄建龙1王建吉1党兴武1陈生圣2谢军太1(1.兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050;2.中国科学院兰州化学物理研究所甘肃兰州730000)摘要:从一系列铜基粉末冶金材料配方中选出几种具有代表性的配方进行实验，研究铝含量对铜基粉末冶金材料密度、抗压强度、摩擦磨损等性能的影响。结果表明:在铜基粉末冶金材料中添加铝元素后，材料的密度、抗压强度和摩擦因数都降低，磨损率明显下降;随着铝含量的增加，材料的磨损率大幅下降，但摩擦因数变化不明显;在铜基粉末冶金中加入铝元素后，在显微组织中有新相生产，使基体组织细

2、化，因而铜基粉末冶金的整体材料性能得到提高。关键词:铜基粉末冶金材料;抗压强度;耐磨性能中图分类号:TB331文献标识码:A文章编号:0254－0150(2013)1－056－5EffectofAluminumContentonthePerformancesofCopperBasedPowderAlloyMaterialsHuangJianlong1WangJianji1DangXingwu1ChenShengsheng2XieJuntai1(1.CollegeofMechanicalandElectr

3、icalEngineering，LanzhouUniversityofTechnology，LanzhouGansu730050，China;2.LanzhouInstituteofChemicalPhysics，ChineseAcademyofSciences，LanzhouGansu730000，China)Abstract:Severaltypicalformulaewereselectedfromaseriesofcopperpowderalloymaterialformulae，andthee

4、xperi-mentswerecarriedouttostudytheeffectsofaluminumcontentonthedensity，hardness，compressivestrengthandtribolog-icalpropertiesofcopperbasedpowderalloymaterials．Theresultsshowthatthematerialdensity，compressivestrengthandfrictioncoefficientaredecreased，the

5、wearrateisdecreasedobviouslywhenaddingaluminumelementinthecopperbasedpowderalloymaterials．Withtheincreaseofaluminumcontent，thewearrateisdecreasedgreatly，whilethefrictioncoeffi-cientchangesnotobvious．Anewphaseisproducedinthemicrostructurewhenaddingaluminu

6、melementinthecopperbasedpowderalloymaterials，whichresultsintherefinementofmatrixmicrostructureandimprovestheperformancescop-perbasedpowderalloymaterials．Keywords:copperbasedpowderalloymaterial;compressivestrength;resistancetowear在现代机械装备中，机器与机构中的所有转动零件都需要

7、用轴承、轴瓦或轴套来支承。由于现代机器与机构的转动速度和负载急剧增高，以及由于航空航天、核能及低温技术的发展，在现有的轴承材料中，按照使用寿命和在不同的条件下工作的可能性，粉末冶金材料的应用都占第一位。粉末冶金材料具有与铸造材料相当的力学性能，同时磨合性较好、摩擦因数较低、耐磨性较高。粉末冶金材料含油轴承具有自润滑性，并可自动调节摩擦区的润滑油，位于微孔中的润滑油可在摩擦表面形成油膜，因此，烧结金属轴承在启动期间和在各种工作条件下都能保证边界润滑［1］。研究表明，在铜基粉末冶金材料中加入微量元素有利于提

8、高材料的抗摩擦磨损性能。如文献［3］研究了Al、Zr对Fe－18Cu基粉末冶金摩擦性能的影响，文献［6］研究了铅对铜基粉末冶金材料摩擦性能的影响，文献［8］研究了Cu－Sn－Zn、Cu－Sn－Si、Cu－Sn－Zn－Si为基体的摩擦材料的性能，这些研究都表明，在铜基粉末冶金材料中加入微量元素可提高材料的耐磨性，降低摩擦因数。铝元素加入到铜粉末冶金材料中同样可以提高其抗摩擦磨损性能，而且铝的密度低、资源丰富、生产成本低，从工程应用的角度，研究