您的位置: turnitin查重官网> 工程 >> 工业设计 >论摩擦CuFeC摩擦材料粉末注射成形工艺与性能

论摩擦CuFeC摩擦材料粉末注射成形工艺与性能

收藏本文 2024-02-16 点赞:24640 浏览:109384 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:铜基粉末冶金摩擦材料摩擦系数高、耐磨性好,目前已被广泛运用于制造高速列车制动元件、军工机械等。粉末注射成形技术可以消除传统粉末冶金材料成形历程中产生的密度梯度等不足,能一次性大批量成形任意复杂形状的零部件,且制品成分均匀、性能优异。本论文采取金属注射成形技术制备Cu-Fe-C摩擦材料,通过优化试验工艺参数,获得性能优异的试验样品。采取扫描电镜、超景深金相显微镜、摩擦磨损机等仪器设备,浅析了Cu-Fe-C摩擦材料的微观组织、力学性能、摩擦磨损性能等,着重探讨了Fe含量对Cu-Fe-C摩擦材料力学性能、摩擦系数、磨损量的影响。试验结果表明:高的粉末装载量及热塑性石蜡基粘结剂系统可以保证喂料具备良好的流动性,且有利于后续的脱脂工艺。喂料制备的最佳工艺参数为:粉末装载量为58%,粘结剂为65%PW+35%LDPE+5%SA,混炼温度:130~145℃,混炼时间:2h。采取正交试验法设计多组参数组合,系统地探讨了注射温度、注射时间、注射压力等工艺参数对注射坯质量的影响。通过对注射工艺参数进行优化,得出Cu-Fe-C摩擦材料的最佳注射参数为:注射温度155℃,注射压力115MPa,注射速度45m s~(-1)。采取溶剂-热二步脱脂工艺对注射坯进行脱脂。结果表明:溶剂脱脂工艺为40℃×6h,粘结剂脱除量达76%,并形成连通孔隙网络;热脱脂在300℃以下采取低的升温速率可以保证得到无缺陷的脱脂坯,理想的热脱脂工艺选用:2℃/min升温至160℃保温60min→1℃/min升温至300℃保温90min→3℃/min升温至500℃保温60min→5℃/min升温至600℃保温60min→炉冷至室温。探讨了烧结温度、烧结时间、烧结气氛对烧结件性能的影响。试验结果表明:采取H2气氛烧结,并在低于900℃适当保温,可以充分还原残留氧化物。理想烧结工艺为:5℃/min升温至700℃保温120min→5℃/min升温至800℃保温120min→5℃/min升温至900℃保温60min→5℃/mi升温至1050℃保温180min→炉冷至室温。随着Fe含量的提升,Cu-Fe-C粉末注射成形摩擦材料的密度稍有降低,高硬度、耐磨的Fe颗粒分布于铜基体中,可以提升材料的硬度、强度;Fe含量为8%时材料的硬度为58HV,抗拉强度为148MPa。材料中铜颗粒之间有着的孔隙及石墨为主要的裂纹源和扩展途径,能使材料发生脆性断裂;当摩擦速度为100~400r/min时,随着Fe含量的提升,Fe成为硬质粒子对对偶件产生强烈的犁削作用,增加了材料的摩擦系数;且由于Fe对基体的分割作用增强,增大了材料的磨损率,以而降低了材料的摩擦磨损性能。关键词:Cu-Fe-C摩擦材料论文金属注射成形论文正交试验论文脱脂论文烧结论文Fe论文摩擦磨损论文

    摘要6-7

    Abstract7-9

    目录9-11

    Contents11-13

    第一章 绪论13-23

    1.1 金属粉末注射成形技术13-18

    1.1.1 金属粉末注射成形技术的工艺及特点13-14

    1.1.2 粉末及粉末制备技术14-15

    1.1.3 粘结剂的设计与制备15

    1.1.4 混炼15

    1.1.5 注射成形工艺15-16

    1.1.6 脱脂与烧结工艺16-17

    1.1.7 金属粉末注射成形的探讨近况及进展走势17-18

    1.2 粉末冶金摩擦材料18-19

    1.3 铜基摩擦材料在国内外的探讨近况19-21

    1.3.1 国外探讨近况20

    1.3.2 国内探讨近况20-21

    1.4 本论文探讨内容21-22

    1.5 本课题的探讨作用22-23

    第二章 试验材料、设备及策略23-29

    2.1 试验材料23-24

    2.1.1 原料粉末23-24

    2.1.2 粘结剂组元24

    2.2 试验设备24-26

    2.3 试验策略26-27

    2.3.1 试验工艺流程26

    2.3.2 试样的制备26-27

    2.4 试样性能检测及策略27-29

    2.4.1 密度的测量27-28

    2.4.2 收缩率的测量28

    2.4.3 力学性能测试28

    2.4.4 硬度测试28

    2.4.5 显微组织金相观察28

    2.4.6 扫描电镜及能谱浅析28

    2.4.7 摩擦磨损试验28-29

    第三章 注射成形工艺29-41

    3.1 喂料的制备29-34

    3.1.1 粉末装载量29

    3.1.2 粘结剂的选取29-31

    3.1.3 混炼工艺及混料均匀性评定31-32

    3.1.4 喂料的流变学行为32-34

    3.2 注射成形工艺及坯件缺陷制约34-39

    3.2.1 注射成形参数的优化34-38

    3.2.2 注射坯缺陷的产生及制约38-39

    3.3 本章小结39-41

    第四章 脱脂及烧结工艺41-59

    4.1 脱脂工艺41-47

    4.1.1 溶剂脱脂41-44

    4.1.2 热脱脂44-47

    4.2 脱脂缺陷及制约47-49

    4.3 烧结工艺49-52

    4.3.1 烧结的定义及基本原理49-51

    4.3.2 试验策略51

    4.3.3 烧结工艺制定51-52

    4.4 烧结件的性能浅析52-56

    4.4.1 烧结温度对烧结件性能的影响52-53

    4.4.2 烧结时间对烧结件性能的影响53-54

    4.4.3 烧结气氛对烧结件性能的影响54-55

    4.4.4 不同烧结温度下的组织形貌55-56

    4.5 烧结件质量及尺寸精度制约56-57

    4.5.1 质量制约56-57

    4.5.2 尺寸精度制约57

    4.6 本章小结57-59

    第五章 Cu-Fe-C 摩擦材料微观组织及性能浅析59-72

    5.1 性能浅析59-62

    5.1.1 密度59-60

    5.1.2 硬度与抗拉强度60-62

    5.2 微观组织浅析62-65

    5.3 摩擦磨损性能浅析65-71

    5.3.1 Fe 对材料摩擦系数的影响65-67

    5.3.2 Fe 对材料磨损性能的影响67-71

    5.4 本章小结71-72

    结论72-74

copyright 2003-2024 Copyright©2020 Powered by 网络信息技术有限公司 备案号: 粤2017400971号