原位Al-,2-O-,3-顆粒增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的制備及其耐磨性能研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對(duì)材料性能要求越來越高。雖然銅具有良好的塑性變形能力和優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能；但是其強(qiáng)度低，耐磨性差；傳統(tǒng)銅合金的強(qiáng)度與其導(dǎo)電性難以兼顧，不能滿足現(xiàn)代科技發(fā)展的需求。通過人工復(fù)合的方法制備的銅基復(fù)合材料可以保持高強(qiáng)度的同時(shí)，又具有高的導(dǎo)電性及高溫性能。 本文將自蔓延技術(shù)與傳統(tǒng)鑄造結(jié)合，以原位反應(yīng)生成的Al2O3顆粒作為增強(qiáng)體，制備了Al2O3/Cu銅基復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)了Al2O3表面增強(qiáng)和零件成型加工一體化，為銅

2、基復(fù)合材料的工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用開辟了新思路。 研究了鋁粉、氧化銅粉和銅粉的配比、反應(yīng)溫度、預(yù)制片成型壓力等工藝參數(shù)對(duì)Al2O3/Cu復(fù)合材料組織和性能的影響。結(jié)果表明，合適工藝參數(shù)為：鋁粉與氧化銅粉的配比(質(zhì)量比)為2：1，銅粉加入量為5％，預(yù)制片成型壓力為12MPa，澆注溫度為1120℃。 研究了復(fù)合材料的顯微硬度、組織形貌、相組成、表界面成分分布及電導(dǎo)率等性能。結(jié)果表明，上述工藝獲得的Al2O3/Cu復(fù)合材料的界面清晰，

3、基體由純銅組成，復(fù)合層由Al2O3和Cu兩相組成，且成分分布均勻，無明顯的組織缺陷。復(fù)合材料的基體部分電導(dǎo)率達(dá)92％IACS，復(fù)合層的電導(dǎo)率達(dá)47％IACS，復(fù)合材料的硬度提高了1.3倍。 在球一面接觸方式下研究了純銅和復(fù)合材料分別在干摩擦和油潤(rùn)滑條件下的微動(dòng)磨損行為。在干摩擦條件下，相對(duì)耐磨性提高了2～5倍，油中的相對(duì)耐磨性提高了2～7倍?？諝庵袕?fù)合材料主要以粘著磨損為主，并伴有少量磨粒磨損，隨著載荷增加，磨損機(jī)制由粘著磨損轉(zhuǎn)