无铅自润滑双金属材料的研制及其性能研究

• 作 者: 丁莉
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 自润滑 无铅 松装烧结 摩擦磨损

钢-铜双金属材料作为一种综合性能优异的自润滑材料被广泛应用于轴承轴瓦领域。本课题针对钢-铜双金属复合材料用的青铜一般都含有大量的Pb,从而给人体和环境带来危害的问题,本文首次以CuSn8Ni1粉末为主要原料,加入金属Al来Pb,以粉末松装烧结的方法制备了无铅双金属自润滑材料,通过特殊的铺粉方式,解决了烧结A1容易出现的问题。通过实验,确定了新型环保无铅双金属自润滑材料的原料成分配比及相应的处理方法；对烧结、轧制、退火工艺参数、操作方法等影响产品质量的要素进行了研究,同时对无铅双金属材料的硬度、结合强度、摩擦磨损等主要性能指标进行了检测；并研究了A1含量对新型铜基自润滑材料摩擦磨损性能的影响规律。主要结论如下：(1)用特殊的铺粉方式,通过初烧——初轧——复烧——复轧(精轧)——退火——校平等工序的工艺路线能制备出性能较好的无铅自润滑材料。制备的钢-铜双金属自润滑材料的显微组织均匀,铜合金和钢板实现有效结合；(2)A1含量对铜基自润滑材料的孔隙度和硬度有较大影响。材料的孔隙度随着A1质量分数的增加而逐渐增加,材料的硬度随着Al质量分数的增加而逐渐减低；(3)A1含量对无铅双金属自润滑材料在干、油态两种摩擦条件下的摩擦磨损性能有重要影响。材料的摩擦因数随着A1含量的增加均呈现出先降低后增加的趋势；(4)采用松装烧结生产A1代Pb铜基自润滑材料时,加入适量的铝(质量分数为6%)有利于降低摩擦因数,提高材料的耐磨性。制备的Al质量分数为6%的材料与市场上广泛使用的有镀层CuSn10Pb10轴瓦材料在同一摩擦条件下摩擦磨损性能相当,证明了铜基自润滑材料中A1替代Pb的可行性。