2Z21第二节（一）粉冶型润滑材料.docVIP

第二节（一）粉冶型润滑材料 文章来源：开拓者钼业 公司网址： 第二节 粉冶型润滑材料 粉末冶金工艺制备金属基自润滑复合材料，可以在较宽范围内敉 各绀：的配比 调节材料的综合性能，可以使：基体合金化而提；材料的机械强度，使组元问团-因反应生成弥散梢而提高材料的耐蘑性，并使金属基体各组:f已和阁体润滑剂组元在烧结后仍保留其原有的特性。由此可以获得预期的机械与摩擦学性能。 本节主要介绍常用的金属基材(Fe、Cu、Ag、Ni 以及难熔金属 W、Ta、Mo等)与固体润滑剂及其他添加物用粉冶方法制备的复合材料的组成种性能。 一、铁基粉冶型润滑材料 固体润滑剂石墨常与Fe基材组成复合材料。其中也可以再添加1其他物质(如青铜等)。 由于组成和制备工艺的不同，Fe-石墨系复合材料的密度、气孔率、含油率和摩擦学特性各具特点。 1. 铁-石墨系自润滑复合材料 铁-石墨系白润滑复合材料的组成和物理机械摩擦学性能见表2-2。 组成 /%(质量) 密度/(g/cm3) 硬度 HB /1O 8pa 抗压强度 /10 8pa 摩擦系数μ 烧前 烧后 μs μk 环块试验机 Fe：石墨= 90：10 Fe：石墨= 80：20 Fe：石墨= 70：30 5.0 4.4 3.9 4.7 4.3 3.9 3.9-4.0 1.6-1.8 1.5-1.7 1.9 0.73 0.53 0.18 0.15 0.13 0.17 0.15 0.13 0.14-0.15 0.18-0.20 0.20-0.21 注：1. μs、μk用粘滑试验机测定。平板为Fe基复合材料，阅头为LYl2铝；负荷5N，速 度 8mm/min。 2. 环块试验机的测定条件：负荷98N，速度7.8m/min，每隔3min测 1 次摩擦系数，l5min后停止试验。 2. 铁-石墨系含油复合材料 铁-石墨系含油复合材料经过配料一混料一压制一烧结一冷浸油一整形一热浸油等工艺程序制备而成。 (1 )材料的摩擦学特性 某种典型的作洗衣机轴承用的铁-石墨系含油复合材料的基本性能为：密度 5.3—5.6g/cm3，硬度 HB3.43—3.74 x l0 8Pa，压溃强度 1.2—1.5x l08Pa，孔隙率 24 %~28%(体积)，浸油率18%~23 %(体积)，含油量大于3.0%(质量)。其摩擦学特性见图 2-9至图 2-11。 由阁 2-9一 图 2-11 可以看出，负荷对材料的摩擦系数影响不大，在速度小于2m/s时，摩擦系数随速度的增大而减小，其后又有所上升；磨损率随着负荷和速度的提高而增大；随着摩擦距离的增长，摩擦系数在0.07~0.11 之间上下波动，如在摩擦表面置有浸渍Ⅱ号油的毛毡时，可降低到0.02—0.03；磨损率随滑动距离的增长而下降，运行lxl0 4m 以后降低一个数量级。 (2)材料的组成和工艺对性能的影响 石墨含量的影响 石墨的存在能降低摩擦系数，并能吸附和保存润滑油，保持油膜的连续性，因而增强了耐磨性。但石墨含量过多会削弱材料的机械性能。见表 2-30表 2-3 石墨含量对铁基含油复合材料性能的影响 压制压力的影响 考察压力对铁-石墨 [表 2-3 (3)]材料性能的影响，其结果如表2-4。可见，密度、硬度和 溃强度均随所试压力的下降而降低，但却提高了孔隙率和浸油率，因而浸油后的摩擦系数和磨损率都随之而降低。 3. 铁-青铜-石墨系含油复合材料 在铁- 石墨系：复合材料中添加青铜，可以使材料中的石墨细化，又能使珠光体的含增加，还能使珠光体中的铁素体强化。铁-青铜-石墨系含油复合材料的性能见表 2-5。表中铁-石墨系 ( 1 )材料与表2-4中的第三行材料相同；试验条件与图 2-9等相同。 改变石墨的含量，将对铁-青铜-石墨系复合材料的性能产：生影响。表 2-6是改变墨含量泔表 2-5 中的铁-青铜-石墨系 {3)材料性能影响的结果：、内表2~5、表 2-6 可见，石墨含量的增加使材料的密安、硬度、fii溃强度、干摩擦系数和浸油前后的磨损率都有所下降， 俾对含油率的影响却郴对较小，尤其是浸汕后的摩擦系数几乎不随石墨含量的增加而发生变化。 由表 2-5和表 2-6可见，铁-青铜-石墨系复合材料的含油量虽高，但压溃强度都低于2.4xl0 8Pa。为了提高这类材料的性能，对表 2-5中的铁-青铜-石墨系(1)和表2-6中的铁-青铜-石墨系(6)两种材料进行了提高压制压力、添加Pb、MoS2和延长烧结时间等试验，其 结果见表2-7。可以看出，t：压制力的增大不仅提高了这两种材料的压溃强度，而且降