无铅含WS2铜钢双金属固体自润滑材料的制备及其摩擦学性能研究

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1、中图分类号UDC硕士学位论文学校代码密级10533无铅含WS2铜．钢双金属固体自润滑材料的制备及其摩擦学性能研究ResearchonPreparationandTribologicalPropertiesofWS2--ContainedCopper-SteelBimetalLead·-freeSolidSelf-lubricatingMaterials作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：论文答辩曰期二生。多．口3——}赵林材料学摩擦减摩材料粉末冶金研究院姚萍屏教授答辩委员会主席盘皇量中南大学二O一三年六月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作

2、及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：盘蔓冬日期：坐年鱼月鱼日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络

3、向社会公众提供信息服务。作者签名：盘弛臌旌进眺越年上月华日无铅含WS2铜一钢双金属固体自润滑材料的制备及其摩擦学性能研究摘要：在特殊工况条件下，传统润滑油、脂不能满足使用要求，而固体自润滑显示了独特的优越性。现市场上的铜基固体自润滑复合材料多含铅，为满足绿色环保和国际禁铅令的需求，实现铜基自润滑轴承材料的无铅化，本课题采用CuSn8Ni3为基体，采用粉末冶金松装烧结方法制备含WS2的铜．钢双金属无铅固体自润滑材料，并研究含WS2铜一钢双金属固体自润滑复合材料的制备工艺，探讨WS：在材料中的烧结行为，研究此类材料在湿式和干式摩擦工况下的摩擦磨损行为及机理，其研究结果为进一步实现铜基固体自润滑材

4、料的无铅化提供理论依据。研究表明：(1)采用粉末冶金松装烧结工艺可制备新型铜基无铅固体自润滑材料，材料的制备工艺流程包括：铺粉．初烧一初轧．复烧(退火)．精轧．校平。具体烧结工艺：初烧温度820士10℃，保温时间25---'35min，复烧温度为800-a：10℃，保温时间为15"--'30min。(2)烧结过程中，原料WS2会与铜合金基体反应形成铜的硫化物和W等新相，烧结过程S元素不发生损失。随WS：含量增加，材料初烧后孔隙度逐渐增加，硬度降低。轧制复烧能提高材料的强度和硬度，同时生成相W在材料中起到强化作用。(3)WS2含量对铜基无铅固体自润滑材料的摩擦磨损性能有重要影响，在湿式和干式摩

5、擦状态下，材料的润滑实质不同，湿式润滑条件下润滑油膜的形成对材料的润滑起主要作用，而干式摩擦条件下WS：对材料摩擦磨损性能的影响转化为生成相W和铜的硫化物对材料摩擦磨损性能的影响，结果表明其含量过高或过低均不利于材料的减摩耐磨性能，当WS2含量为3wt％时，材料的摩擦系数达到最小，材料的耐磨擦性能也达到最佳值。(4)对比粉末冶金松装烧结工艺制备的含3wt％WS2的新型铜基固体自润滑试样与CuSnl0Pbl0轴瓦材料在同一摩擦条件下的摩擦磨损性能可知，新型铜基固体自润滑材料的摩擦磨损性能与CuSnl0Pbl0基本相当，其干摩擦磨损性能超过CuSnl0Pbl0轴承材料。关键词：固体自润滑；无铅：

6、WS2；铜基；烧结行为；松装烧结：摩擦磨损分类号：TB331ResearchonPreparationandTribologicalPropertiesofCopper-basedLead—freeSolidSelf-lubricatingMaterialsAbstract：Self-lubricatingmaterialsexhibitsuperiorperformancesinmanyspecialworkingconditionswherethetraditionallubricatingoilandgreasecannotmeettheoperatingrequirements．Cu

7、rrentlyalmostallthewidelyusedcopperbasesolidself-lubricatingcompositematerialscontainlead。Inordertomeetthepurposesofgreenenvironmentalprotectionandinternationalleadban，itisurgenttoproducelead—freecopper—bas