铜-石墨-WS2-碳纳米管复合材料的滑动电磨损机制

摘要

滑动电接触材料的功能是在设备的固定部件和运动部件之间传递电流,其在运行过程中受到机械载荷和电载荷的共同作用。铜-石墨复合材料因其优异的机械强度、良好的导电导热性能以及自润滑特性,常被用来制备电刷、受电弓滑板等滑动电接触元件。然而随着各类电机的高速高载化,传统铜-石墨复合材料已越来越无法满足需求。文章通过粉末冶金热压法在铜-石墨复合材料中掺杂WS2及碳纳米管制备铜-石墨-WS2-碳纳米管(Cu-G-WS2-CNTs)复合材料,在通电条件下对其滑动摩擦磨损性能进行研究并分析其滑动电磨损机制。结果表明:滑动电磨损过程中Cu-G-WS2-CNTs复合材料的摩擦系数和磨损率均低于铜-石墨复合材料,是由于石墨、WS2及碳纳米管三者间的协同润滑作用所致;电磨损表面形貌显示Cu-G-WS2-CNTs复合材料的滑动电磨损机制主要有磨粒磨损、粘着磨损、表面疲劳磨损以及氧化磨损。