论文部分内容阅读
石墨以各种形式应用在机械设备和加工工艺的润滑中，起到了降低摩擦磨损和提高生产效率等作用。本文以石墨为润滑剂，分别与树脂、二硫化钼和金属铜材料结合，制备了石墨-树脂润滑涂层、石墨-二硫化钼固体润滑材料和铜基石墨复合润滑材料，研究了石墨基复合润滑材料的力学性能与摩擦学性能，并通过对磨痕表面进行分析研究，探讨了润滑机理。主要工作与结论如下：
（1）将制备的石墨-树脂润滑涂层涂覆于摩擦环表面，通过正交试验法确定了具有最优抗磨减摩性能润滑涂层的成分配比为石墨(7g)/乙基纤维素(8.5g)/OP-10(2g)/异丙醇(270g)。该润滑涂层在不同载荷下平均摩擦因数的大小关系为μ50N＞μ10N＞μ30N，在不同转速下的平均摩擦因数的大小关系为μ100r/min＞μ300r/min＞μ200r/min；该组润滑涂层在不同摩擦阶段的磨损机制包括塑性变形、疲劳磨损和磨粒磨损；并且该组润滑涂层能够有效提升材料的防腐蚀性能和力学性能，经1mm轴棒弯曲、50cm落球冲击后均无脱落，附着力6级，硬度H。
（2）将制备的石墨-二硫化钼固体润滑材料填充至摩擦环的钻孔中，通过正交试验法确定了具有最优抗磨减摩性能的材料成分配比为二硫化钼(5g)/石墨(2.5g)/环氧树脂(30g)/聚酰胺(20g)。该润滑涂层在不同载荷下平均摩擦因数的大小关系为μ50N＞μ10N＞μ30N，转速与摩擦因数成正比；磨损机制研究表明，二硫化钼和石墨均是该润滑材料中有效的抗磨减摩组分，具有协同润滑效果，在不同摩擦阶段的磨损机制主要包括塑性变形、疲劳磨损、磨粒磨损等。
（3）采用粉末冶金法分别制了备石墨/铜复合材料(GP/Cu)和碳包覆石墨/铜复合材料(CCG/Cu)。微观结构对比分析表明，树脂能够改善天然石墨的表面性能，并且高温煅烧能够加速CCG/Cu中Cu颗粒之间的烧结，形成连续的网状形状的隔离层，从而具有更优的物理和机械性能。CCG/Cu的摩擦学性能优于GP/Cu，因为GP/Cu中石墨颗粒的团聚会引起界面的断裂和润滑膜的破裂，导致抗磨减摩性能变差；而CCG/Cu中酚醛树脂涂层可以去除天然石墨表面的缺陷，通过减少石墨剥落可以保护表面结构，从而提升其抗磨减摩性能。
（1）将制备的石墨-树脂润滑涂层涂覆于摩擦环表面，通过正交试验法确定了具有最优抗磨减摩性能润滑涂层的成分配比为石墨(7g)/乙基纤维素(8.5g)/OP-10(2g)/异丙醇(270g)。该润滑涂层在不同载荷下平均摩擦因数的大小关系为μ50N＞μ10N＞μ30N，在不同转速下的平均摩擦因数的大小关系为μ100r/min＞μ300r/min＞μ200r/min；该组润滑涂层在不同摩擦阶段的磨损机制包括塑性变形、疲劳磨损和磨粒磨损；并且该组润滑涂层能够有效提升材料的防腐蚀性能和力学性能，经1mm轴棒弯曲、50cm落球冲击后均无脱落，附着力6级，硬度H。
（2）将制备的石墨-二硫化钼固体润滑材料填充至摩擦环的钻孔中，通过正交试验法确定了具有最优抗磨减摩性能的材料成分配比为二硫化钼(5g)/石墨(2.5g)/环氧树脂(30g)/聚酰胺(20g)。该润滑涂层在不同载荷下平均摩擦因数的大小关系为μ50N＞μ10N＞μ30N，转速与摩擦因数成正比；磨损机制研究表明，二硫化钼和石墨均是该润滑材料中有效的抗磨减摩组分，具有协同润滑效果，在不同摩擦阶段的磨损机制主要包括塑性变形、疲劳磨损、磨粒磨损等。
（3）采用粉末冶金法分别制了备石墨/铜复合材料(GP/Cu)和碳包覆石墨/铜复合材料(CCG/Cu)。微观结构对比分析表明，树脂能够改善天然石墨的表面性能，并且高温煅烧能够加速CCG/Cu中Cu颗粒之间的烧结，形成连续的网状形状的隔离层，从而具有更优的物理和机械性能。CCG/Cu的摩擦学性能优于GP/Cu，因为GP/Cu中石墨颗粒的团聚会引起界面的断裂和润滑膜的破裂，导致抗磨减摩性能变差；而CCG/Cu中酚醛树脂涂层可以去除天然石墨表面的缺陷，通过减少石墨剥落可以保护表面结构，从而提升其抗磨减摩性能。