FeS/铜基轴承材料摩擦学性能研究
发布时间：2021-10-20 19:25
铅广泛应用于铜基滑动轴承材料中,但铅是有害物质,对人体和环境都有着严重的危害,随着环保和健康意识的不断加强,产品无铅化是发展的必然趋势。本文以期利用固体润滑剂FeS的减摩抗粘着作用,替代铜基滑动轴承材料中的铅,实现铜基滑动轴承材料无铅化。通过粉末冶金工艺制备FeS/铜基轴承材料,采用X射线衍射仪和金相显微镜观察分析其组成及金相组织,对其孔隙率、硬度、密度进行检测,利用MM-200测试FeS/铜基轴承材料的摩擦磨损性能,并采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线光电子能谱对其摩擦磨损机理进行分析。研究表明,FeS在压制过程中具有润滑作用,当其含量在5%以下时,随着FeS含量的增多,材料的表面孔隙率呈减小趋势；当其含量超过5%时,由于FeS与基体结合不紧密,随其含量的增多,材料的表面孔隙率呈增加趋势；而且FeS颗粒具有疏松多孔特征,所以随着FeS含量的增加,材料的储油能力增加。FeS颗粒含量较少时对铜合金基体具有弥散强化作用：当含量过多时,其质软易滑移的特性会起主导地位,材料的硬度下降。在干摩擦条件下,材料中的FeS颗粒可以不断向摩擦表面聚集,在材料表面形成一层固体润滑膜,进而保证FeS/铜基轴...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１滑动轴承材料金相??
（ａ）?Ｃｕ－ｌＯＳｎ－ｌＯＰｂ?（ｂ）?ＣｕＳｎＳＮｉ??图１．１滑动轴承材料金相??Ｆｉｇ?１．１?Ｔｈｅ?ｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃ?ｐｈｏ１；ｏｓ?ｏｆ?ｓｌｉｄｉｎｇ?ｂｅａｒｉｎｇ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??并不是所有的滑动轴承材料都需要软质相，在不同的工况条件下，对滑动轴??承材料主要性能的要求不同。图１．１?（ｂ）也为一款常用的滑动轴承材料ＣｕＳｎＳＮｉ，??属于一种典型的单相结构，Ｎｉ对基体具有一定的强化作用，可Ｗ进一步增强其承??载能力和耐磨性，由于缺少软质相，其抗腐蚀能力也得到提高，所ＷＣｕＳｎ８Ｎｉ被??广泛应用于高载、润滑充分的场合。目前，应用比较广泛的滑动轴承材料主要有??己氏合金、铅基合金轴承材料和铜基合金轴承材料。??１．３滑动轴承材料分类??滑动轴承的使用最早可ｔｕ追溯到公元前３２５０年，在制备陶器过程中，人们为??了提高物体的旋转速度，采用石块或木头来支撑旋转装置，制成简单的滑动轴承。??近一百多年来
２．２?ＦｅＳ／铜基轴承材料的制备工艺??本文试验中主要采用粉末冶金工艺制备ＦｅＳ／铜基轴承材料，具体的制备工艺??如图２．２所示，首先将各种粉末精确称重配比，然后添加质量分数为０．５％的硬脂??酸巧进行混料，将混合均匀的合金粉末倒入模具中，采用液压机进行压制，最后??试样的烧结在高温网带烧结炉中进行，采用氨分解（Ｎ２、Ｈ２）做为保护气氛。具??体的工艺主要有选料、混料、压制成型、烧结和后处理五部分组成。??选料．＾漉料．压制成型．＝＞?烧结．二后处理．??图２．２铜基轴承材料工艺流程??Ｆｉｇ?２．２?Ｔｈｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｌｏｗ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｏｐｐｅｒ?ｂａｓｅ?ｂｅａｒｉｎｇ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??２．２．１选糾??试样制备的材料主要是铜锡６５０１合金粉、ＦｅＳ粉、硬脂酸巧兰种粉末，铜锡??６５０１合金粉中铜是铜基轴承材料的主要原材料，６５０１合金粉中的锡和憐都可Ｗ溶??入铜基体中，起到固溶强化作用，６５０１合金粉的平均粒度约为１５０目。ＦｅＳ粉末??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用Image J软件进行图像处理统计织物孔隙率[J]. 冯爱芬,张永久. 针织工业. 2015(01)
[2]铬对铜基粉末冶金材料摩擦磨损性能的影响[J]. 符蓉,房顺利,高飞,韩晓明. 润滑与密封. 2013(10)
[3]含银无铅铜铋滑动轴承材料摩擦学特性研究[J]. 王玲,尹延国,焦明华,俞建卫. 轴承. 2013(07)
[4]无铅铜铋石墨轴承材料摩擦学特性研究[J]. 梁建钊,尹延国. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2013(04)
[5]无铅铜铋轴承合金的摩擦学特性[J]. 尹延国,林福东,俞建卫,焦明华,解挺,田明. 材料热处理学报. 2012(S1)
[6]基于电子扫描的Image J图像处理系统在多孔材料中的应用[J]. 邓林红,王锐,陈园园. 传感器与微系统. 2012(05)
[7]铅的危害及排除初探[J]. 刘艳菊,赵慧君,罗双丽,王云,武宁云. 中国西部科技. 2011(18)
[8]无铅含铋铜-钢双金属轴承材料的摩擦学特性[J]. 尹延国,林福东,焦明华,解挺,俞建卫,田明. 中国有色金属学报. 2011(05)
[9]Effect of Free-cutting Additives on Machining Characteristics of Austenitic Stainless Steels[J]. Zhuang Li1) and Di Wu2) 1) School of Materials Science and Engineering,Shenyang University of Aeronautics and Astronautics,Shenyang 110136,China 2) State Key Laboratory of Rolling and Automation,Northeastern University,Shenyang 110004,China. Journal of Materials Science & Technology. 2010(09)
[10]Computer Simulation of Mechanical Properties of Nano-scale Cu/FeS Composite[J]. Zhenjun Hong1), Jingchao Chen1), Jing Feng1), Yeping Du1), Jie Yu2), Lijuan Zhang1), Shuzhen Wu1,2) and Futai Xu1) 1) Key Laboratory of Advanced Materials of Precious-Nonferrous Metals, Education Ministry of China, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China 2) Faculty of Materials and Metallurgical Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China. Journal of Materials Science & Technology. 2010(04)
博士论文
[1]Al-Sn轴承合金的双相双尺度结构与摩擦学性能[D]. 鲁忠臣.华南理工大学 2013
[2]铜基石墨自润滑材料及其摩擦学研究[D]. 尹延国.合肥工业大学 2006
硕士论文
[1]不同工况条件下含银铜铋轴承材料的摩擦学特性研究[D]. 李芸芸.合肥工业大学 2014
本文编号：3447468
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１滑动轴承材料金相??
（ａ）?Ｃｕ－ｌＯＳｎ－ｌＯＰｂ?（ｂ）?ＣｕＳｎＳＮｉ??图１．１滑动轴承材料金相??Ｆｉｇ?１．１?Ｔｈｅ?ｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃ?ｐｈｏ１；ｏｓ?ｏｆ?ｓｌｉｄｉｎｇ?ｂｅａｒｉｎｇ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??并不是所有的滑动轴承材料都需要软质相，在不同的工况条件下，对滑动轴??承材料主要性能的要求不同。图１．１?（ｂ）也为一款常用的滑动轴承材料ＣｕＳｎＳＮｉ，??属于一种典型的单相结构，Ｎｉ对基体具有一定的强化作用，可Ｗ进一步增强其承??载能力和耐磨性，由于缺少软质相，其抗腐蚀能力也得到提高，所ＷＣｕＳｎ８Ｎｉ被??广泛应用于高载、润滑充分的场合。目前，应用比较广泛的滑动轴承材料主要有??己氏合金、铅基合金轴承材料和铜基合金轴承材料。??１．３滑动轴承材料分类??滑动轴承的使用最早可ｔｕ追溯到公元前３２５０年，在制备陶器过程中，人们为??了提高物体的旋转速度，采用石块或木头来支撑旋转装置，制成简单的滑动轴承。??近一百多年来
２．２?ＦｅＳ／铜基轴承材料的制备工艺??本文试验中主要采用粉末冶金工艺制备ＦｅＳ／铜基轴承材料，具体的制备工艺??如图２．２所示，首先将各种粉末精确称重配比，然后添加质量分数为０．５％的硬脂??酸巧进行混料，将混合均匀的合金粉末倒入模具中，采用液压机进行压制，最后??试样的烧结在高温网带烧结炉中进行，采用氨分解（Ｎ２、Ｈ２）做为保护气氛。具??体的工艺主要有选料、混料、压制成型、烧结和后处理五部分组成。??选料．＾漉料．压制成型．＝＞?烧结．二后处理．??图２．２铜基轴承材料工艺流程??Ｆｉｇ?２．２?Ｔｈｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｌｏｗ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｏｐｐｅｒ?ｂａｓｅ?ｂｅａｒｉｎｇ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??２．２．１选糾??试样制备的材料主要是铜锡６５０１合金粉、ＦｅＳ粉、硬脂酸巧兰种粉末，铜锡??６５０１合金粉中铜是铜基轴承材料的主要原材料，６５０１合金粉中的锡和憐都可Ｗ溶??入铜基体中，起到固溶强化作用，６５０１合金粉的平均粒度约为１５０目。ＦｅＳ粉末??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用Image J软件进行图像处理统计织物孔隙率[J]. 冯爱芬,张永久. 针织工业. 2015(01)
[2]铬对铜基粉末冶金材料摩擦磨损性能的影响[J]. 符蓉,房顺利,高飞,韩晓明. 润滑与密封. 2013(10)
[3]含银无铅铜铋滑动轴承材料摩擦学特性研究[J]. 王玲,尹延国,焦明华,俞建卫. 轴承. 2013(07)
[4]无铅铜铋石墨轴承材料摩擦学特性研究[J]. 梁建钊,尹延国. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2013(04)
[5]无铅铜铋轴承合金的摩擦学特性[J]. 尹延国,林福东,俞建卫,焦明华,解挺,田明. 材料热处理学报. 2012(S1)
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[7]铅的危害及排除初探[J]. 刘艳菊,赵慧君,罗双丽,王云,武宁云. 中国西部科技. 2011(18)
[8]无铅含铋铜-钢双金属轴承材料的摩擦学特性[J]. 尹延国,林福东,焦明华,解挺,俞建卫,田明. 中国有色金属学报. 2011(05)
[9]Effect of Free-cutting Additives on Machining Characteristics of Austenitic Stainless Steels[J]. Zhuang Li1) and Di Wu2) 1) School of Materials Science and Engineering,Shenyang University of Aeronautics and Astronautics,Shenyang 110136,China 2) State Key Laboratory of Rolling and Automation,Northeastern University,Shenyang 110004,China. Journal of Materials Science & Technology. 2010(09)
[10]Computer Simulation of Mechanical Properties of Nano-scale Cu/FeS Composite[J]. Zhenjun Hong1), Jingchao Chen1), Jing Feng1), Yeping Du1), Jie Yu2), Lijuan Zhang1), Shuzhen Wu1,2) and Futai Xu1) 1) Key Laboratory of Advanced Materials of Precious-Nonferrous Metals, Education Ministry of China, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China 2) Faculty of Materials and Metallurgical Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China. Journal of Materials Science & Technology. 2010(04)
博士论文
[1]Al-Sn轴承合金的双相双尺度结构与摩擦学性能[D]. 鲁忠臣.华南理工大学 2013
[2]铜基石墨自润滑材料及其摩擦学研究[D]. 尹延国.合肥工业大学 2006
硕士论文
[1]不同工况条件下含银铜铋轴承材料的摩擦学特性研究[D]. 李芸芸.合肥工业大学 2014
本文编号：3447468
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