铜表面纳米Cu-Zn复合层的摩擦磨损特性

摘要

采用复合粉末高压成形技术在粗晶铜基体表面成功制备了纳米晶Cu-Zn合金表面层;在MG-2000型高速高温摩擦磨损试验机上考察了纳米复合层的摩擦磨损特性;采用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪观察分析了纳米合金层磨损表面形貌及主要元素的化学状态.结果表明:纳米晶Cu-Zn合金经300℃退火后β相中析出超细α相,使其表现出最佳力学性能和耐磨性能;在载荷60～160N范围内,经300℃退火处理的纳米晶表面层在摩擦过程中形成薄而连续的主要由纳米Cu-Zn、ZnO和Fe2O3等组成的致密复合薄膜,从而使耐磨性能和承载能力大幅度提高;ZnO可以有效地填充摩擦表面膜中的空隙和抑制裂纹的扩展,从而使纳米Cu-Zn合金层保持良好的减摩抗磨性能.