粉末冶金鐵基軸承材料的合金化與性能研究.pdf

1、自潤(rùn)滑含油軸承以其體積小、構(gòu)造簡(jiǎn)單和自潤(rùn)滑等特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用，隨著機(jī)械、電子行業(yè)朝著微型化、高精密化、智能化方向發(fā)展，對(duì)金屬含油軸承提出更高的要求。然而因?yàn)椴牧献詽?rùn)滑性能決定的多孔性，含油軸承材料一般承載能力較低、摩擦過(guò)程中磨損量大、軸承壽命低，如果能對(duì)以上缺點(diǎn)加以改進(jìn)，不僅可以拓寬含油軸承的使用范圍，而且會(huì)產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
　　 本文在Fe-40CuSn-3MoS2和Fe-1.5C-5Cu兩種合金體系基礎(chǔ)上，分別添加不同

2、種類和數(shù)量的合金元素及稀土氧化物，通過(guò)測(cè)量材料的壓潰強(qiáng)度、表觀硬度、含油率、摩擦系數(shù)和磨損量以及模擬軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的臺(tái)架試驗(yàn)，研究所加合金元素的最佳加入量及相應(yīng)的燒結(jié)工藝；通過(guò)光學(xué)顯微鏡、SEM、EDX等現(xiàn)代化材料檢測(cè)手段對(duì)材料進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)觀察、微區(qū)成分分析以及摩擦表面的形貌觀察，得到如下結(jié)論：
　　 Ce02的加入對(duì)Fe-40CuSn-3MoS2材料的徑向壓潰強(qiáng)度和表觀硬度的影響不大；但是對(duì)其燒結(jié)過(guò)程有很大的影響，Ce02可以活化燒

3、結(jié)，改善基體的結(jié)合性，同時(shí)使材料內(nèi)部的孔隙分布均勻，使得該材料具有良好的減摩性和耐磨性。P的加入大大提高了Fe-40CuSn基體材料的徑向壓潰強(qiáng)度和表觀硬度，材料的摩擦系數(shù)小，磨損量??；Cr的加入促進(jìn)燒結(jié)并對(duì)Fe基起到了良好的固溶強(qiáng)化作用。Ce02、P、Cr體系合金的合理加入量分別為0.25％、0.4％和0.6％，對(duì)應(yīng)的合理燒結(jié)溫度分別為880℃、930℃和930℃。
　　 少量Ce02的加入可以很明顯的改善Fe-1.5C-5C

4、u體系的徑向壓潰強(qiáng)度和表觀硬度，但是過(guò)量的Ce02會(huì)導(dǎo)致材料組織中“條狀物”的增多、粗化，惡他材料的性能；Mo的加入對(duì)Fe-1.5C-5Cu材料的徑向壓潰強(qiáng)度和表觀硬度的影響不大，但是可以改善材料的摩擦性能，尤其是高載荷下的耐磨性，過(guò)量Mo的加入會(huì)使材料中出現(xiàn)部分疏松的組織，造成材料的壓潰強(qiáng)度下降。Ce02與Mo的合理加入量為0.2～0.4％與5％；高的壓坯密度很大程度上提高了材料的壓潰強(qiáng)度和表觀硬度，卻只是略微改善了材料的耐磨性，所以

5、需針對(duì)不同使用要求合理選擇材料的壓坯密度，與材料的摩擦性能合理搭配。
　　 Fe-40CuSn-3MoS2系材料的表觀硬度、壓潰強(qiáng)度相對(duì)較低，磨損過(guò)程會(huì)有大量的粘起，故磨損機(jī)理主要是粘著磨損，其中參雜著氧化磨損以及少量的磨粒磨損；Fe-1.5C-5Cu系材料的壓潰強(qiáng)度與表觀硬度都相對(duì)比較大，磨擦表面可以觀察到溝槽和裂紋的出現(xiàn)，部分區(qū)域有片狀脫落的痕跡，磨損機(jī)理為主要為磨粒磨損為主，伴隨著少量的氧化磨損及粘著磨損。