高强度耐磨铅青铜合金性能的研究

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1、摘要近年来，高性能铜基合金的研究引起了广泛的关注，主要是该材料具有强度高、摩擦系数小、耐磨性能好等优点。随着研究的深入，人们逐渐研制了各种耐磨铜合金，且合金具有较高的强度，主要包括锡青铜、铝青铜、铅青铜等，广泛应用于轴承、衬套等耐磨零部件。为了得到性能更为优异的铜基合金，本文选用ZQPblO．10、ZQSn6．6．3作为对比试验材料，对新型铅青铜合金进行了研究。本文采用熔铸法，以电解铜、纯锡、纯镍、黄铜、铅、稀土为原料制备了新型耐磨铅青铜。试验中对合金的机械性能及摩擦学性能进行了研究。通过使用万能材料试

2、验机测试铜基合金的抗拉强度。在不同载荷及滑动速度条件下利用环块磨损试验机测试了铜合金的摩擦磨损性能。试验结果表明，该铅青铜合金比ZQPblO-IO、ZQSn6．6．3具有更高的强度。合金元素锡、镍、稀土的加入改善了合金的组织，使其基体得到强化，进一步提高了合金的力学性能。当磨损条件相同时，新型铅青铜的摩擦系数小于对比材料，在相同的磨损时间内，试样磨损体积较小。铅青铜合金的摩擦系数随着铅含量的增大而减小，铅含量17％时试样的摩擦系数最小。试样磨损体积与试样的硬度及载荷、速度有关。借助于金相显微镜(OM)，

3、扫描电镜(SEM)，能谱分析(EDX)等多种分析和测试手段，系统地研究了铜基合金的组织、成分、形貌等性能特征。研究结果表明，在铅青铜合金中，铅以软质点分布在铜基体上。合金中的减摩相及细化的组织对于改善其耐磨性非常有利。在油润滑条件下，低载荷时，合金的磨损机制主要以粘着磨损为主，随载荷的增加，磨损机制为粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损。关键词：摩擦磨损，强度，铜基合金，熔铸，耐磨性ABSTRUCTInrecentyears，thestudyonthecopperbasedalloyswithhighprope

4、rtyhavereceivedmuchattention。Itmainlybecausethatthealloyspossessessomesupperproperties，suchashighstrength．10wfrictioncoefficientandweal"resistance．Alongwithdeeperprogressinresearch，nowadays，manysortsofwearresistancecopperbasedalloyswithdifferentcompositi

5、onhavebeenfabricated，whichalsowithhighstrength，itincludestinbronze，ahminium，leadbronze，andSOon．Theyhavewidelyusedinwearresistancepartssuchasbearing，bush，andSOon．WithtinbronzeZQSn6·6-3andleadbronzeZQPblO一10takenasacontrast，anewhigh-strengthandwear-resista

6、nceleadbronzehasbeenstudiedinthisdissertationinordertopreparecopperalloywithmoreexcellentproperties．NewleadbronzeWasfabricatedbymeltingmethodswhichusepurecopper,puretin，nickel，brass，lead，andrareearthasmaterials．Thealloy’Smechanicalpropertyandweal"propert

7、ieswerestudied．Thetensilestrengthofalloyhadbeentestedbyusingtheuniversalmaterialtestingmachine，andthering-blocktribometerhavebeenusedtostudythefrictionandwearbehaviorofthecopperalloyindifferentloadandslidingspeed．Theexperimentalresultssuggestthatcompared

8、withZQSn6—6—3andZQPbl0—10，thenewleadbronzeshowshigherstrength．Theadditionofalloyelementssuchastin，nickel，rareearththatisbeneficialtothemicrostructureofthecopperalloy,strengtheningthecoppermatrix，andincreasingthealloy’Smech