一種添加石墨提高鋁基合金摩擦性能的配方及制備方法
【技術領域】
[0001]本發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化技術領域。
【背景技術】
[0002]鋁基合金由于其性能優越，被廣泛用于各行業中，但隨著科技的發展，各行業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明的主要目的所在。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題: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和磨損率的穩定性，以克服現有技術的不足。
[0004]本發明的技術方案:
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，在鐘罩式燒結爐中加壓燒結，燒結壓力為2?3 MPa,燒結溫度為850?900e，保溫時間I h，爐冷到150e時即可。
[0005]本發明的有益效果:
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的不穩定和高的磨損率在于表面難以形成連續而穩定的潤滑膜，缺少潤滑膜保護的表面產生粗大犁溝，使摩擦表面由于強烈的剪切撕裂變形構成了摩擦系數的波動和磨損率的增加。當石墨含量增加時，石墨顆粒的破碎形成的大量微細顆粒有利于形成和穩定的表面潤滑膜，這使犁溝細化和減少，結果在降低和穩定了摩擦系數的同時大大減少了磨損率。本發明的配方兼顧了各種性能的平衡，同時能夠有效提高鋁基合金的摩擦系數和磨損率的穩定性。
[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系圖；
圖3是石墨含量對摩擦系數的影響圖；
圖4是石墨含量對摩擦表面犁溝形貌的影響圖。
[0007]【具體實施方式】:
實施例:
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，經均勻混合，在800?1500MPa的壓力下壓制成型，在鐘罩式燒結爐中加壓燒結，燒結壓力為2?3 MPa,燒結溫度為850?900e，保溫時間lh，爐冷到150e時取出試樣。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y密度、摩擦系數、磨損性能測定。摩擦磨損試驗在GF150D型定速摩擦機上進行，比壓是0.51 MPa,對偶材料是鍛鋼盤，摩擦半徑為150mm，轉速為100?3 OOOrPmin (摩擦速度范圍為3.14?47.1OmPs)，每個轉速下摩擦時間是2 x 60 S。
[0009]結果與分析:
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系見圖2。石墨含量小于15%時，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，這意味著當石墨含量達到一定的程度后，材料中的孔隙度達到飽和量。
[0010]石墨含量對摩擦系數的影響見圖3。從總體趨勢看，隨石墨含量增加，摩擦系數逐漸減小，但是在7條曲線中，有6條曲線的最低點集中在25%，另I條曲線中25%也接近最低點，這說明在石墨含量為25%時，材料的摩擦系數最低。當石墨含量小于10%時，摩擦系數隨轉速的變化波動較大。石墨含量5%時，摩擦系數隨轉速的變化波動情況最大。當石墨含量大于15%時，隨石墨含量的增加，摩擦系數呈單調遞減，而且摩擦系數隨轉速的增加變化程度較小，當石墨含量為25%時，摩擦系數的穩定性最好。
[0011]不同石墨含量材料在摩擦轉速為3 000 rPmin時，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，摩擦表面的犁溝粗大，表明摩擦面上存在著強烈的剪切撕裂變形，這必然形成高的摩擦系數。由于摩擦表面的劇烈剪切變形及材料間粘著與撕裂，這些都是摩擦系數波動的原因。隨著石墨含量的增加，犁溝細化，當石墨含量達25%時，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，摩擦表面形成的潤滑膜大大減少了犁溝的形成，這使摩擦系數降低，同時使摩擦系數穩定。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定摩擦系數的作用。
【主權項】
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，在鐘罩式燒結爐中加壓燒結，燒結壓力為2?3 MPa,燒結溫度為850?900e,保溫時間Ih,爐冷到150e時即可。
【專利摘要】為了能夠有效提高鋁基合金的摩擦系數和磨損率的穩定性，以克服現有技術的不足，本發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,在鐘罩式燒結爐中加壓燒結,燒結壓力為2～3MPa,燒結溫度為850～900e,保溫時間1h,爐冷到150e時即可。
【IPC分類】C22C1/05
【公開號】CN105568025
【申請號】CN201410291766
【發明人】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