铜石墨复合材料的半固态制备及其摩擦性能研究

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1、韭瘟銮适太生亟±堂焦j盆塞虫奎擅噩中文摘要摘要：铜～石墨复合材料是一种理想的自润滑、导电材料，是制各电力机车受电弓滑板等电接触元件的理想材料。本文利用改进机械搅拌技术制备了铜．石墨复合材料，并对其微观组织和摩擦性能迸行了研究，具体如下：1．开发了改进机械搅拌技术，利用改进机械搅拌装置制备了组织均匀的铜一石墨复合材料。明确了铜一石墨半固态浆料的固相率与石墨颗粒聚集区尺寸之间的关系，获得了消除铜一石墨复合材料石墨颗粒宏观偏析的条件：当半固态浆料的固相率大于40％时，能基本消除铜一石墨复合材料中石墨不均匀分布。2．采用销盘摩擦磨损试验机，在干摩擦条件下，对半固态铸造的铜一石墨复合材料与4

2、5钢组成的摩擦副进行了摩擦性能研究，探索了摩擦系数与试样承受载荷的关系，确定了它们之间的线性关系式为：∥=0．22641+(4．64952E一4)N。同时，明确了摩擦系数与摩擦时间之间的关系，揭示了在不同摩擦时问下摩擦表面的特征，确定了摩擦机理。结果表明，摩擦时间在0-40rain阶段，摩擦系数随时间的延长，急剧下降；在40～120min阶段，随着时间的增加，摩擦系数的下降趋于缓慢，只有小量的降低；而在120min之后，摩擦系数不随时间变化，稳定在0．3009左右。关键词：改进机械搅拌；铜一石墨；半固态；摩擦jE基銮壅盔堂亟主堂僮论塞△旦S!丛￡工ABSTRACTCopper．gr

3、aphitecompositeisaveryidealself-lubricatingandconductingmaterialforelectriclocomotivepantographslideplate．Inthispaper，copper-graphiteslurryispreparedusingelectromagnetic-mechanicalstirringtechnology,itsmicrostructureandfrictionperformanceisstudiedasfollows．1．The—mechanicalstirringtechnologyisd

4、evelopedandthetmiformcooper-graphiteslurryispreparedbythistechnology．Therelationshipbetweenthesolidfractionandthesizeofaggregategraphiteisdeterminedandtheconditionforeliminatingmacro—segregationofgraphiteincopper-graphitecompositeisobtainedasfollows：whenthesolidfractionofthecompositeslurryisab

5、ove40％，themacro·segregationofgraphitecanbeeliminated．2．Frictionbehaviorofsemi·solidcastingcopper-graphitecompositeagainst45steelunderdryslidingisevaluatedinthepin·on-disctribologicaltester．Therelationshipbetweenfrictioncoefficientandloadisinvestigated，linearformulaisconcludedasfollows：∥=O．2264

6、1+(4．64952E·4)NTherelationshipbetweenfrictioncoefficientandfrictiontimeisgot．ThemicrostructurecharacteroffrictionsurfaceunderdifferentfrictiontimeisanalysedandthemechanismoffrictioniSconfirmed．TheresnltsshowthatwhenfrictiontimeiScontrolledbetween0--40minutes，frictioncoefficienttobogganastimeex

7、tends；ontheotherhand，whiletimeiscontrolledbetween40～120minutes，descendoffrictioncoefficientgoestObeslower,andonlyaliRledecliningisdoneARerthe120minutes，frictioncoefficienthasasteadyvalueofabout0．3009．withoutchangebytime．Keywords：mechani