润滑相对铜基固体润滑材料接触稳定性的影响

发布时间：2017-06-04 23:00

  本文关键词：润滑相对铜基固体润滑材料接触稳定性的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着对滑动电接触材料使用稳定性要求的提高,传统的铜-石墨复合材料因为耐磨性和电接触性能较差已经不能满足使用要求。本文采用电解铜粉、CuSn10合金粉、石墨粉、MoS2粉和WS2粉,通过气氛保护热压工艺制备出不同成分的铜基和铜锡复合材料,研究润滑相和基体组分的变化对材料力学性能、摩擦磨损性能和电接触性能的影响,并从摩擦系数、摩擦噪声和电噪声三个方面对材料的接触稳定性进行评估。论文主要完成的研究工作和取得的结果如下： (1)以Cu-24vol%Gr(Cu-6wt%Gr)复合材料为基准,研究用二硫化钨代替石墨作为润滑相对铜基复合材料性能的影响,发现Cu-24vol%WS2(Cu-21wt%WS2)复合材料的力学性能和摩擦磨损性能显著提高,其中摩擦系数和磨损率更是低至0.156和7.61×10-14m3/N·m。 (2)以(CuSn10)-6Gr复合材料为基准,研究了二硫化钼和二硫化钨的添加对铜锡复合材料摩擦磨损性能的影响,发现随着二硫化钼含量的增加,铜锡复合材料的摩擦系数和磨损率降低,而用二硫化钨代替二硫化钼时,(CuSn10)-6Gr-6WS2复合材料的摩擦磨损性能进一步提高,其中磨损率低至0.343×10-14m3/N·m。 (3)研究了复合材料的载流性能,发现铜锡复合材料具有较低的接触电压降水平,均低于Cu-6Gr材料的42.03mV,较低的接触电压降可以保证电刷与滑环的良好接触。随着二硫化钼含量的增加,铜锡复合材料的接触电压降从18.92mV增至33.62mV。用二硫化钨取代二硫化钼可以部分降低材料的接触电压降,(CuSn10)-6Gr-6WS2复合材料的接触电压降降至31.43mV。 (4)研究复合材料的接触稳定性能,发现石墨与二硫化钨的混合使用可以提高铜基复合材料的摩擦系数稳定性,而随着润滑相含量的增加,铜锡复合材料的摩擦系数稳定性提高。复合材料的摩擦噪声与摩擦系数息息相关,摩擦系数值越大,摩擦系数曲线波动越大,就越易于发出摩擦噪声。生成的磨屑和润滑膜对复合材料的电噪声影响很大,生成的磨屑越少,润滑膜越完整,电噪声值越小
【关键词】：固体润滑复合材料 滑动电接触 接触稳定性 摩擦磨损
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH117.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 1 文献综述9-21
• 1.1 引言9
• 1.2 金属基固体润滑材料9-13
• 1.2.1 金属基固体润滑材料概述9-10
• 1.2.2 铜基固体润滑材料10-11
• 1.2.3 常用的固体润滑剂11-13
• 1.3 电接触材料13-15
• 1.3.1 电接触材料概述13
• 1.3.2 滑动电接触材料的特征13-14
• 1.3.3 大电流接触系统14-15
• 1.4 滑动电接触系统的接触稳定性15-19
• 1.4.1 摩擦系数稳定性15-16
• 1.4.2 摩擦噪声概述16-19
• 1.4.3 接触电噪声19
• 1.5 本次研究的目的与思路19-21
• 2 实验方法及性能测试原理21-26
• 2.1 材料组分设计21-22
• 2.1.1 基体材料的选择21
• 2.1.2 固体润滑剂的选择21-22
• 2.1.3 复合材料的成分设计22
• 2.2 样品的制备22-23
• 2.3 材料的性能测试23-26
• 2.3.1 主要实验仪器23-24
• 2.3.2 材料的物理和力学性能测试24-25
• 2.3.3 材料的干摩擦和载流摩擦磨损性能测试25-26
• 3 润滑相对铜基复合材料性能的影响26-37
• 3.1 铜基复合材料的显微形貌26-28
• 3.2 铜基复合材料的力学性能与断口形貌分析28-30
• 3.3 铜基复合材料的摩擦磨损性能30-34
• 3.3.1 材料的摩擦系数和磨损率30-31
• 3.3.2 材料磨损表面与亚表面形貌31-34
• 3.4 接触表面润滑膜的成膜性能34-35
• 3.5 本章小结35-37
• 4 铜锡复合材料的干摩擦与载流摩擦磨损性能37-48
• 4.1 铜锡复合材料的显微形貌与力学性能37-39
• 4.2 铜锡复合材料的摩擦磨损性能39-43
• 4.2.1 材料的摩擦系数和磨损率39-41
• 4.2.2 材料的磨损表面形貌和磨损机理分析41-43
• 4.3 复合材料的载流摩擦磨损性能43-46
• 4.4 本章小结46-48
• 5 滑动电接触系统的接触稳定性分析48-56
• 5.1 摩擦系数稳定性分析48-49
• 5.2 摩擦振动与摩擦噪声分析49-53
• 5.3 电噪声分析53-54
• 5.4 本章小结54-56
• 6 结论56-57
• 参考文献57-63
• 攻读硕士期间主要研究成果目录63-64
• 致谢64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈光雄,石心余;在有或无摩擦噪声状态下磨痕形貌的观察[J];中国表面工程;2002年02期

2 李庶;凤仪;杨茜婷;陈淑娴;王娟;;Ag-MoS_2复合材料电磨损表面膜结构和形成机理研究(英文)[J];稀有金属材料与工程;2009年11期

3 杨慧敏,李溪滨;粉末冶金铝基固体自润滑材料研究现状[J];粉末冶金材料科学与工程;2001年02期

4 刘如铁,李溪滨;MoS_2对镍基自润滑材料摩擦学特性的影响[J];粉末冶金技术;2000年01期

5 曹同坤,邓建新,杨秋菊;陶瓷自润滑材料及其实现自润滑的方式[J];硅酸盐通报;2004年02期

6 杜春宽;尹延国;刘煜;郑治祥;;镀镍石墨粉表面球化及与铜合金基体界面结合的研究[J];机械工程材料;2007年04期

7 叶志平,薛茂权;石墨含量对镍基材料的力学性能及金相组织的影响[J];机车车辆工艺;2005年02期

8 邓书山;赵克俊;郑传荣;;汇流环摩擦噪声研究[J];电工材料;2009年03期

9 陈光雄,周仲荣,谢友柏;摩擦噪声研究的现状和进展[J];摩擦学学报;2000年06期

10 王静波,吕晋军,宁莉萍,孟军虎;锡青铜基自润滑材料的摩擦学特性研究[J];摩擦学学报;2001年02期

  本文关键词：润滑相对铜基固体润滑材料接触稳定性的影响，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：422312