放电等离子法制备Cu/Cr 3 C 2 /BN摩擦磨损材料及其性能的研究
发布时间：2024-04-12 00:19
随着中国高铁技术的飞速发展,列车速度的大幅提升对制动材料提出了更高的要求,铜基复合材料由于本身具有良好的摩擦磨损性能以及良好的导热性在制动材料方面具有良好的应用前景。本文主要研究如何控制球磨工艺参数以及烧结工艺参数,通过放电等离子法烧结最终在铜基体中原位生成Cr3C2摩擦组元提高耐磨性。同时,通过用BN润滑组元替代的石墨组元提高材料中润滑组元的耐氧化性,以防止由于润滑组元氧化而造成对对偶材料的过度损耗。本文采用Cu粉,C粉,Cr粉为原材料在行星式球磨机上进行球磨,在球磨过程中,原位生成增强相Cr3C2作为增磨组元,用扫描电子显微镜(SEM).X射线衍射(XRD)和能谱(EDS)分析了球磨时间等对粉末性能的影响；再加入减磨组元六方BN进行放电等离子烧结,对不同工艺条件下制备所得的Cu/Cr3C2/BN复合材料,采用金相光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱(EDS)等,对复合材料物相组成及微观结构进行分析。测试了复合材料的物理及力学性能,包括摩擦系数、磨损量、致密度、显微硬度、抗压强度、电导率、热导率等。研究了烧结工艺参数、增强相含量等对Cu/Cr3C2/BN复...
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 铜基摩擦材料概述
1.3 摩擦材料的技术要求
1.3.1 适宜而稳定的摩擦因数
1.3.2 良好的耐磨性
1.3.3 一定的机械强度和物理性能
1.3.4 低的制动噪声
1.3.5 对偶面磨损较小
1.4 铜基材料的强化方法
1.4.1 固溶强化
1.4.2 冷变形+时效强化
1.4.3 细晶强化
1.4.4 第二相强化
1.4.5 弥散强化
1.4.6 应变强化
1.5 第二相强化铜基复合材料的制备方法
1.5.1 外加法
1.5.2 原位复合法
1.5.3 粉末冶金法制备Cu/Cr3C2复合材料
1.6 铜基摩擦材料的制备方法及性能综述
1.7 课题的目的、研究内容
1.7.1 课题的目的
1.7.2 研究内容
第2章 球磨工艺参数对复合粉末的影响
2.1 实验设备及工艺参数
2.1.1 实验设备
2.1.2 工艺参数的设定
2.2 实验流程
2.3 实验过程
2.3.1 实验材料
2.3.2 球磨机理
2.4 实验结果与分析
2.4.1 复合粉末的XRD检测及分析
2.4.2 复合粉末的SEM形貌观察
2.4.3 能谱仪测试结果
2.5 结论
第3章 Cu/Cr3C2/BN复合材料的制备及分析
3.1 放电等离子烧结原理
3.2 实验设备及工艺参数
3.2.1 SPS烧结炉
3.2.2 工艺参数的设定
3.3 实验流程
3.4 XRD检测分析
3.5 金相组织观察
3.6 SEM形貌观察及EDS分析
3.7 结论
第4章 Cu/Cr3C2复合材料的性能测试
4.1 复合材料的性能测试
4.1.1 摩擦磨损性能测试
4.1.2 致密度测量
4.1.3 微硬度测量
4.1.4 抗压强度测试
4.1.5 电导率测量
4.1.6 热导率测量
4.2 复合材料摩擦系数的测量与分析
4.2.1 Cr3C2和BN的添加量相同
4.2.2 Cr3C2高于BN的添加量
4.2.3 BN高于Cr3C2的添加量
4.3 复合材料磨损量的测量与分析
4.3.1 增强相Cr3C2含量对磨损量的影响
4.3.2 润滑组元BN含量对磨损量的影响
4.4 复合材料致密度、显微硬度的测量及分析
4.4.1 烧结温度对复合材料致密度、显微硬度的影响
4.4.2 烧结压力对复合材料致密度、显微硬度的影响
4.4.3 Cr3C2增强相的含量对复合材料致密度、显微硬度的影响
4.5 复合材料抗压强度、电导率的测试及分析
4.5.1 烧结温度对复合材料抗压强度、电导率的影响
4.5.2 烧结压力对复合材料抗压强度、电导率的影响
4.5.3 Cr3C2增强相的含量对复合材料抗压强度、电导率的影响
4.5.4 BN的含量对复合材料抗压强度、电导率的影响
4.6 复合材料导热率测试及分析
4.7 结论
第5章 总结及工作展望
5.1 总结
5.2 工作展望
参考文献
致谢
硕士期间发表论文
本文编号：3951370
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 铜基摩擦材料概述
1.3 摩擦材料的技术要求
1.3.1 适宜而稳定的摩擦因数
1.3.2 良好的耐磨性
1.3.3 一定的机械强度和物理性能
1.3.4 低的制动噪声
1.3.5 对偶面磨损较小
1.4 铜基材料的强化方法
1.4.1 固溶强化
1.4.2 冷变形+时效强化
1.4.3 细晶强化
1.4.4 第二相强化
1.4.5 弥散强化
1.4.6 应变强化
1.5 第二相强化铜基复合材料的制备方法
1.5.1 外加法
1.5.2 原位复合法
1.5.3 粉末冶金法制备Cu/Cr3C2复合材料
1.6 铜基摩擦材料的制备方法及性能综述
1.7 课题的目的、研究内容
1.7.1 课题的目的
1.7.2 研究内容
第2章 球磨工艺参数对复合粉末的影响
2.1 实验设备及工艺参数
2.1.1 实验设备
2.1.2 工艺参数的设定
2.2 实验流程
2.3 实验过程
2.3.1 实验材料
2.3.2 球磨机理
2.4 实验结果与分析
2.4.1 复合粉末的XRD检测及分析
2.4.2 复合粉末的SEM形貌观察
2.4.3 能谱仪测试结果
2.5 结论
第3章 Cu/Cr3C2/BN复合材料的制备及分析
3.1 放电等离子烧结原理
3.2 实验设备及工艺参数
3.2.1 SPS烧结炉
3.2.2 工艺参数的设定
3.3 实验流程
3.4 XRD检测分析
3.5 金相组织观察
3.6 SEM形貌观察及EDS分析
3.7 结论
第4章 Cu/Cr3C2复合材料的性能测试
4.1 复合材料的性能测试
4.1.1 摩擦磨损性能测试
4.1.2 致密度测量
4.1.3 微硬度测量
4.1.4 抗压强度测试
4.1.5 电导率测量
4.1.6 热导率测量
4.2 复合材料摩擦系数的测量与分析
4.2.1 Cr3C2和BN的添加量相同
4.2.2 Cr3C2高于BN的添加量
4.2.3 BN高于Cr3C2的添加量
4.3 复合材料磨损量的测量与分析
4.3.1 增强相Cr3C2含量对磨损量的影响
4.3.2 润滑组元BN含量对磨损量的影响
4.4 复合材料致密度、显微硬度的测量及分析
4.4.1 烧结温度对复合材料致密度、显微硬度的影响
4.4.2 烧结压力对复合材料致密度、显微硬度的影响
4.4.3 Cr3C2增强相的含量对复合材料致密度、显微硬度的影响
4.5 复合材料抗压强度、电导率的测试及分析
4.5.1 烧结温度对复合材料抗压强度、电导率的影响
4.5.2 烧结压力对复合材料抗压强度、电导率的影响
4.5.3 Cr3C2增强相的含量对复合材料抗压强度、电导率的影响
4.5.4 BN的含量对复合材料抗压强度、电导率的影响
4.6 复合材料导热率测试及分析
4.7 结论
第5章 总结及工作展望
5.1 总结
5.2 工作展望
参考文献
致谢
硕士期间发表论文
本文编号：3951370
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3951370.html