鐵基高溫自潤(rùn)滑復(fù)合材料的制備、改性及摩擦學(xué)性能調(diào)控.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展要求機(jī)械設(shè)備能在更高溫度、載荷、速度和復(fù)雜環(huán)境下具有安全可靠的性能，這對(duì)材料的力學(xué)和摩擦學(xué)性能提出了更高的要求。目前，高溫(500℃及其以上)重載的工作條件下，減摩抗磨材料主要為Ni、W、Mo基合金;近年來(lái)本課題組已對(duì)Ni基飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)返回料進(jìn)行水霧化獲得合金粉末，制備出NiWCr基高溫自潤(rùn)滑軸承材料，并在國(guó)內(nèi)大型鋼鐵企業(yè)的輥?zhàn)舆\(yùn)輸機(jī)、推鋼機(jī)、連鑄機(jī)上進(jìn)行了試用，與原產(chǎn)品相比使用壽命大大提高。但目前存在的問(wèn)題有:成本較高、合

2、金化理論不足、熱處理工藝不完善。
　　為降低NiWCr基高溫自潤(rùn)滑材料的成本，完善合金化理論和熱處理工藝，本文以Fe為基體石墨和MoS2為潤(rùn)滑劑，采用粉末冶金工藝，通過(guò)控制水霧化NiWCr合金粉末、Cu粉末的比例及熱處理工藝制備了鐵基高溫自潤(rùn)滑材料，并對(duì)其成分、形貌、力學(xué)和摩擦學(xué)性能進(jìn)行分析和討論。具體研究如下:
　　(1)考察了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的NiWCr合金對(duì)鐵基自潤(rùn)滑材料的影響，并對(duì)試樣進(jìn)行相關(guān)的性能分析。在燒結(jié)過(guò)程中，M

3、oS2發(fā)生部分分解，Mo與NiWCr固溶于Fe基體，其組織為FeNi合金+Cu+自潤(rùn)滑相+合金碳化物相;NiWCr合金的適量加入，游離石墨的含量減少，力學(xué)性能得到了明顯提高。對(duì)不同NiWCr含量試樣的摩擦磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)果研究得出:適量的NiWCr合金有效地降低了材料在高溫下的摩擦系數(shù)和磨損率，提高了材料的減摩抗磨性能。
　　(2)考察了不同的Cu含量對(duì)鐵基自潤(rùn)滑材料的影響，發(fā)現(xiàn)Cu在燒結(jié)時(shí)形成液相，對(duì)鐵基材料進(jìn)行了活化燒結(jié)，Cu的加入

4、減少了微裂紋的數(shù)量，提高材料的致密性，使其由脆性斷裂向韌性斷裂轉(zhuǎn)變，力學(xué)性能得到了提高。摩擦學(xué)測(cè)試結(jié)果表明:適量的Cu有利于增強(qiáng)室溫下自潤(rùn)滑膜的依附能力;Cu在500℃下變?yōu)檐涃|(zhì)相并融入自潤(rùn)滑膜，使?jié)櫥瑢痈菀卒佌?，?rùn)滑膜均勻且磨損較小，在較高溫度(500℃)下的摩擦磨損性能優(yōu)于中溫條件(300℃)下。
　　(3)考察了不同熱處理工藝對(duì)鐵基自潤(rùn)滑材料力學(xué)和摩擦學(xué)性能的影響，通過(guò)改變材料的組織結(jié)構(gòu)改善材料的性能。經(jīng)過(guò)熱處理后，碳化物