甘贵江
,
奚新国
,
姚冠新
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.06.013
目的 为了提高铜基制动材料的力学性能和摩擦学性能,选用石墨烯作为增强填料添加到铜基制动材料中,研究石墨烯对铜基制动材料性能的影响.方法 采用粉末冶金的方法制备了石墨烯含量(质量分数,后同)分别为0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的铜基复合材料,并对不同试样的力学性能和摩擦磨损性能进行比较.结果 含有石墨烯的试样硬度为46.4~54.2HB,高于未添加石墨烯试样的硬度(44.5HB).含有石墨烯的试样抗弯强度为250~418 MPa,均高于未添加石墨烯试样的抗弯强度(218 MPa),其中石墨烯含量为0.4%的试样的硬度和抗弯强度最大,分别为54.2HB和418 MPa.随着石墨烯含量的增加,材料的密度逐渐下降.当石墨烯含量为0.2%~0.4%时,材料摩擦系数的稳定性提高且磨损率降低;当石墨烯含量为0.6%~0.8%时,材料摩擦系数的稳定性下降且磨损率变大.当石墨烯含量为0.4%时,材料的摩擦系数最稳定,摩擦系数的方差为0.3×10-3(未添加石墨烯的试样为1.4×10-3),磨损率最低,位于0.136×10-6~0.185×10-6 mm3/(N·m)之间(未添加石墨烯的试样位于0.42×10-6~0.82×10-6mm3/(N·m)之间).结论 少量的石墨烯(0.2%~0.4%)可以显著提高铜基制动材料的硬度和弯曲强度,其中石墨烯含量为0.4%时,制成的制动材料的机械性能最佳,同时试样的摩擦系数稳定,磨损率较低.
关键词:
石墨烯
,
铜
,
粉末冶金
,
复合材料
,
摩擦系数
,
磨损机制
