鐵基高溫自潤滑復合材料的制備、改性及摩擦學性能調(diào)控.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展要求機械設備能在更高溫度、載荷、速度和復雜環(huán)境下具有安全可靠的性能，這對材料的力學和摩擦學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;近年來本課題組已對Ni基飛機發(fā)動機返回料進行水霧化獲得合金粉末，制備出NiWCr基高溫自潤滑軸承材料，并在國內(nèi)大型鋼鐵企業(yè)的輥子運輸機、推鋼機、連鑄機上進行了試用，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為潤滑劑，采用粉末冶金工藝，通過控制水霧化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滑材料，并對其成分、形貌、力學和摩擦學性能進行分析和討論。具體研究如下:
　　(1)考察了不同質(zhì)量分數(shù)的NiWCr合金對鐵基自潤滑材料的影響，并對試樣進行相關的性能分析。在燒結(jié)過程中，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，力學性能得到了明顯提高。對不同NiWCr含量試樣的摩擦磨損實驗結(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含量對鐵基自潤滑材料的影響，發(fā)現(xiàn)Cu在燒結(jié)時形成液相，對鐵基材料進行了活化燒結(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，力學性能得到了提高。摩擦學測試結(jié)果表明:適量的Cu有利于增強室溫下自潤滑膜的依附能力;Cu在500℃下變?yōu)檐涃|(zhì)相并融入自潤滑膜，使?jié)櫥瑢痈菀卒佌?，潤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鐵基自潤滑材料力學和摩擦學性能的影響，通過改變材料的組織結(jié)構(gòu)改善材料的性能。經(jīng)過熱處理后，碳化物