粉末冶金法制备Cu/C复合材料的性能研究

摘要

本文采用粉末冶金法制备Cu/C复合材料，研究了粉末冶金工艺中型模压力、烧结温度和复压等工艺条件对复合材料力学性能的影响。通过摩擦磨损机对Cu/C复合材料的摩擦磨损性能进行了研究，揭示了Cu/C复合材料的摩擦磨损机制。
　　研究发现，随型模压力增大，压坯相对密度上升。当压力达到380MPa后，相对密度增加上升缓慢，趋于饱和。烧结进一步提高相对密度，但烧结温度高于1050℃时，部分铜基体烧结过程中流出，致使实验失败。烧结温度970℃为最佳烧结温度，这时压坯相对密度可提高10％。但型模压力过大的压坯烧结过程中相对密度上升空间变小，380MPa的压坯烧结后的相对密度比320MPa的压坯烧结后的相对密度小2％-3％。
　　研究石墨含量和镀铜石墨对复合材料的硬度和抗压强度的影响，石墨含量越低，复合材料的硬度和强度越高。对石墨进行镀铜处理后，复合材料内部结构混料更均匀，布氏硬度和抗压强度进一步提高。不过混料不均匀的铜/石墨颗粒复合材料可承受形变量高于混料均匀的铜/镀铜石墨复合材料6％。石墨含量为15％的铜/石墨颗粒复合材料抗压强度130MPa，形变量15％，更为接近国外产品。
　　通过摩擦磨损测试表明:石墨含量越高，复合材料摩擦系数和磨损率越低，载荷相同时，在微缓磨损阶段随着载荷和滑动速度上升，摩擦系数和磨损量减小，石墨进行镀铜处理后，摩擦系数基本不变，但磨损量上升40％。石墨含量为15％的铜/石墨颗粒复合材料，摩擦系数0.57和国外样品相似。而磨损量0.35％优于国外磨损量0.62％的产品。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题的意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 Cu／C复合材料制备方法研究现状

1．2．2 Cu／C复合材料的应用现状

1．2．3 Cu／C摩擦材料的研究现状

1．3 课题研究内容

第2章 材料制备、表征及摩擦磨损理论

2．1 Cu／C复合材料制备

2．1．1 Cu／C复合材料制备设备

2．1．2 Cu／C复合材料制备流程

2．1．3 Cu／C复合材料配料方案

2．1．4 Cu／C复合材料相对密度检验

2．1．5 Cu／C复合材料硬度检验

2．1．6 Cu／C复合材料摩擦系数和磨损率检验

2．1．7 Cu／C复合材料性能检测步骤

2．2 摩擦机理

2．3 本章小结

第3章 Cu／C复合材料力学性能的研究

3．1 引言

3．2 制备工艺对Cu／C复合材料相对密度的影响

3．2．1 型模压力对相对密度的影响

3．2．2 烧结对相对密度的影响

3．2．3 复压对相对密度的影响

3．3 石墨含量对Cu／C复合材料硬度和抗压强度的影响

3．4 本章小结

第4章 Cu／C复合材料摩擦磨损性能的研究

4．1 引言

4．2 石墨含量对Cu／C复合材料摩擦性能的研究

4．2．1 石墨含量对Cu／C复合材料摩擦系数的影响

4．2．2 石墨含量对Cu／C复合材料磨损率的影响

4．2．3 石墨含量对Cu／C复合材料摩擦过程中温度的影响

4．2．4 石墨含量对Cu／C复合材料的对磨偶件的影响

4．3 不同转速对Cu／C复合材料摩擦系数的影响

4．4 不同载荷对Cu／C复合材料摩擦系数的影响

4．5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢