一種添加石墨提高鋁基合金摩擦性能的配方及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種添加石墨提高鋁基合金摩擦性能的配方及制備方法，屬于鋁基合金性能優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁基合金由于其性能優(yōu)越，被廣泛用于各行業(yè)中，但隨著科技的發(fā)展，各行業(yè)對鋁基合金的性能有了更多的要求。因此如何提升鋁基合金的綜合性能，尤其是其摩擦性能是本發(fā)明的主要目的所在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題:提供一種添加石墨提高鋁基合金摩擦性能的配方及制備方法，能夠有效提高鋁基合金的摩擦系數(shù)和磨損率的穩(wěn)定性，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:
一種添加石墨提高鋁基合金摩擦性能的配方，鋁基合金與石墨的比重為2:8.一種添加石墨提高鋁基合金摩擦性能的配方的制備方法，將300目電解鋁粉和粒度為
0.1?0.2 mm的石墨均勻混合，然后在800?1500MPa的壓力下壓制成型，在鐘罩式燒結(jié)爐中加壓燒結(jié)，燒結(jié)壓力為2?3 MPa,燒結(jié)溫度為850?900e，保溫時(shí)間I h，爐冷到150e時(shí)即可。
[0005]本發(fā)明的有益效果:
在鋁-石墨粉末冶金材料中，石墨材料的多孔性以及石墨顆粒的存在阻礙了鋁顆粒的焊合是造成材料孔隙度增加的主要原因。但較低的石墨含量造成摩擦系數(shù)的不穩(wěn)定和高的磨損率在于表面難以形成連續(xù)而穩(wěn)定的潤滑膜，缺少潤滑膜保護(hù)的表面產(chǎn)生粗大犁溝，使摩擦表面由于強(qiáng)烈的剪切撕裂變形構(gòu)成了摩擦系數(shù)的波動(dòng)和磨損率的增加。當(dāng)石墨含量增加時(shí)，石墨顆粒的破碎形成的大量微細(xì)顆粒有利于形成和穩(wěn)定的表面潤滑膜，這使犁溝細(xì)化和減少，結(jié)果在降低和穩(wěn)定了摩擦系數(shù)的同時(shí)大大減少了磨損率。本發(fā)明的配方兼顧了各種性能的平衡，同時(shí)能夠有效提高鋁基合金的摩擦系數(shù)和磨損率的穩(wěn)定性。
[0006]【附圖說明】:
圖1是石墨含量對密度的影響圖；
圖2是石墨含量與材料相對密度的關(guān)系圖；
圖3是石墨含量對摩擦系數(shù)的影響圖；
圖4是石墨含量對摩擦表面犁溝形貌的影響圖。
[0007]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例:
材料選用300目(0.047 mm)電解鋁粉和粒度為0.1?0.2 mm的石墨，經(jīng)均勻混合，在800?1500MPa的壓力下壓制成型，在鐘罩式燒結(jié)爐中加壓燒結(jié)，燒結(jié)壓力為2?3 MPa,燒結(jié)溫度為850?900e，保溫時(shí)間lh，爐冷到150e時(shí)取出試樣。制成的試樣為 517 mmxl5 mm η
[0008]具體工藝流程如下:篩選合適粉末I配料、混料I稱重、裝模y壓制成型y加壓燒結(jié)y密度、摩擦系數(shù)、磨損性能測定。摩擦磨損試驗(yàn)在GF150D型定速摩擦機(jī)上進(jìn)行，比壓是0.51 MPa,對偶材料是鍛鋼盤，摩擦半徑為150mm，轉(zhuǎn)速為100?3 OOOrPmin (摩擦速度范圍為3.14?47.1OmPs)，每個(gè)轉(zhuǎn)速下摩擦?xí)r間是2 x 60 S。
[0009]結(jié)果與分析:
石墨含量對材料密度的影響如圖1所示，隨著石墨含量的增加，材料密度減小。石墨含量與材料相對密度的關(guān)系見圖2。石墨含量小于15%時(shí)，隨石墨含量的增加，材料的相對密度降低，這表明石墨的添加提高了材料中的孔隙度。當(dāng)石墨含量超過15%后，相對密度并沒有隨石墨含量的增加而降低，這意味著當(dāng)石墨含量達(dá)到一定的程度后，材料中的孔隙度達(dá)到飽和量。
[0010]石墨含量對摩擦系數(shù)的影響見圖3。從總體趨勢看，隨石墨含量增加，摩擦系數(shù)逐漸減小，但是在7條曲線中，有6條曲線的最低點(diǎn)集中在25%，另I條曲線中25%也接近最低點(diǎn)，這說明在石墨含量為25%時(shí)，材料的摩擦系數(shù)最低。當(dāng)石墨含量小于10%時(shí)，摩擦系數(shù)隨轉(zhuǎn)速的變化波動(dòng)較大。石墨含量5%時(shí)，摩擦系數(shù)隨轉(zhuǎn)速的變化波動(dòng)情況最大。當(dāng)石墨含量大于15%時(shí)，隨石墨含量的增加，摩擦系數(shù)呈單調(diào)遞減，而且摩擦系數(shù)隨轉(zhuǎn)速的增加變化程度較小，當(dāng)石墨含量為25%時(shí)，摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性最好。
[0011]不同石墨含量材料在摩擦轉(zhuǎn)速為3 000 rPmin時(shí)，摩擦表面的變化情況見圖4。由圖4中摩擦表面的犁溝程度可見，在石墨含量在5%時(shí)，摩擦表面的犁溝粗大，表明摩擦面上存在著強(qiáng)烈的剪切撕裂變形，這必然形成高的摩擦系數(shù)。由于摩擦表面的劇烈剪切變形及材料間粘著與撕裂，這些都是摩擦系數(shù)波動(dòng)的原因。隨著石墨含量的增加，犁溝細(xì)化，當(dāng)石墨含量達(dá)25%時(shí)，摩擦表面幾乎難見到犁溝。這說明隨著石墨含量的增加，石墨的潤滑作用逐漸顯現(xiàn)，摩擦表面形成的潤滑膜大大減少了犁溝的形成，這使摩擦系數(shù)降低，同時(shí)使摩擦系數(shù)穩(wěn)定。由此可見，在摩擦過程中，石墨形成的潤滑膜起到了降低和穩(wěn)定摩擦系數(shù)的作用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種添加石墨提高鋁基合金摩擦性能的配方，其特征在于:鋁基合金與石墨的比重為 2:8。2.如權(quán)利要求1所述的一種添加石墨提高鋁基合金摩擦性能的配方的制備方法，其特征在于:將300目電解鋁粉和粒度為0.1?0.2 mm的石墨均勻混合，然后在800?1500MPa的壓力下壓制成型，在鐘罩式燒結(jié)爐中加壓燒結(jié)，燒結(jié)壓力為2?3 MPa,燒結(jié)溫度為850?900e,保溫時(shí)間Ih,爐冷到150e時(shí)即可。
【專利摘要】為了能夠有效提高鋁基合金的摩擦系數(shù)和磨損率的穩(wěn)定性，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開了一種添加石墨提高鋁基合金摩擦性能的配方及其制備方法，鋁基合金與石墨的比重為2:8，其工藝為：將300目電解鋁粉和粒度為0.1～0.2mm的石墨均勻混合,然后在800～1500MPa的壓力下壓制成型,在鐘罩式燒結(jié)爐中加壓燒結(jié),燒結(jié)壓力為2～3MPa,燒結(jié)溫度為850～900e,保溫時(shí)間1h,爐冷到150e時(shí)即可。
【IPC分類】C22C1/05
【公開號(hào)】CN105568025
【申請?zhí)枴緾N201410291766
【發(fā)明人】鞠云
【申請人】鞠云
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2014年10月8日