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含银铜铋轴承材料摩擦学特性研究

作　者: 王玲
导　师: 尹延国
学　校: 合肥工业大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 铜基材料铋银摩擦磨损
分类号: TH117.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 7次
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内容摘要

随着轴承材料无铅化的不断发展,国内外已开展了相关无铅铜铋轴承材料的摩擦磨损特性研究。为改善铜铋轴承材料磨痕表面富Bi相脆性易脱落特征,本文在铜铋轴承材料研究的基础上,将微量银元素添加到铜铋轴承材料中,以期减缓富Bi相从磨痕表面剥落的现象,改善轴承材料的摩擦学性能。采用常规粉末冶金工艺制备出含银无铅铜铋轴承材料,研究其相关的力学性能,并开展了不同工况条件下的摩擦学特性研究,利用光学显微镜、扫描电子显微镜等微观分析手段对材料的显微组织结构、磨痕表面形貌及化学成分等进行了系统的分析,探讨了含银铜铋轴承材料的摩擦磨损机理。研究表明：在干摩擦条件下,适量金属元素银的加入对铜铋轴承材料的减摩性能、耐磨性能均有明显的改善作用。在油润滑条件下,铜铋轴承材料中添加适宜含量的银,对铜铋轴承材料的摩擦磨损性能有一定的改善作用；尤其是随滴油量减少,润滑效果减弱时,银对铜铋轴承材料减摩、耐磨性能的改善作用较为明显,无论是干摩擦还是油润滑条件下,银的最佳添加含量均为0.80wt%。干摩擦条件下,由于Ag的添加,减缓了磨痕表面富Bi相的剥落速度,较多的低熔点软质相Bi保留在磨痕表面,同时Ag也属于软质相,所以Ag与Bi在摩擦表面协同作用,有利于减小接触点的剪切强度τb,改善了含银铜铋轴承材料的摩擦学性能。油润滑条件下,微量银的添加,也减缓了Bi从磨痕表面的脱落,使得含银铜铋轴承材料磨痕表面Bi的含量相对增多,适宜Ag含量的添加,使Ag与Bi起协同作用,进一步改善了含银铜铋轴承材料的摩擦学性能,但与干摩擦相比,磨痕表面的Bi含量仍然明显偏少。随着润滑条件变差以及试验时间的延长,磨痕表面的Bi的含量越来越低,而Fe的含量越来越高,即摩擦磨损越严重,Bi越易于从磨痕表面脱落,粘着磨损程度也越重。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
致谢  8-14
第一章绪论  14-21
  1.1 材料无铅化  14-18
    1.1.1 焊料的无铅化  14-15
    1.1.2 无铅压电陶瓷  15-16
    1.1.3 滑动轴承的无铅化  16-18
  1.2 铜铋滑动轴承材料  18-20
  1.3 本课题研究的意义和主要内容  20-21
第二章含银铜铋轴承材料制备与力学性能  21-29
  2.1 含银铜铋轴承材料的组成  21
  2.2 含银铜铋轴承材料制备工艺  21-23
    2.2.1 选料  22
    2.2.2 混料  22
    2.2.3 压制成型  22-23
    2.2.4 烧结  23
    2.2.5 后期处理  23
  2.3 含银铜铋轴承材料金相组织分析  23-26
  2.4 含银铜铋轴承材料力学性能分析  26-28
  2.5 本章小结  28-29
第三章含银无铅铜铋轴承材料摩擦磨损特性研究  29-45
  3.1 摩擦磨损试验  29-31
    3.1.1 摩擦磨损试验机原理  29-30
    3.1.2 摩擦磨损试验  30-31
  3.2 不同工况条件下含银铜铋轴承材料摩擦学特性  31-38
    3.2.1 工况1条件下材料摩擦磨损性能  31-33
    3.2.2 工况2条件下材料摩擦磨损性能  33-34
    3.2.3 工况3条件下材料摩擦磨损性能  34-36
    3.2.4 工况4条件下材料摩擦磨损性能  36-38
  3.3 两种典型铜铋轴承材料摩擦学特性对比分析  38-41
    3.3.1 工况1(3h)条件下材料摩擦磨损性能  38-39
    3.3.2 工况2(3h)条件下材料摩擦磨损性能  39-40
    3.3.3 工况3(3h)条件下材料摩擦磨损性能  40-41
  3.4 经过保温处理材料的摩擦磨损性能  41-44
    3.4.1 工况1条件下保温处理材料的摩擦磨损性能  41-42
    3.4.2 工况2条件下保温处理材料的摩擦磨损性能  42-43
    3.4.3 工况3条件下保温处理材料的摩擦磨损性能  43-44
  3.5 本章小结  44-45
第四章含银无铅铜铋轴承材料摩擦磨损机理分析  45-57
  4.1 轴承材料摩擦磨损形式及润滑  45-46
    4.1.1 摩擦形式  45
    4.1.2 磨损形式  45-46
  4.2 轴承润滑原理  46-48
  4.3 不同工况条件下材料的摩擦磨损机理研究  48-53
    4.3.1 工况1条件下材料的摩擦磨损机理分析  48-50
    4.3.2 工况2条件下材料的摩擦磨损机理分析  50-51
    4.3.3 工况4条件下材料的摩擦磨损机理分析  51-53
  4.4 不同时间条件下材料的摩擦磨损机理分析  53-55
    4.4.1 工况3(1h)条件下材料的摩擦磨损机理分析  53-54
    4.4.2 工况3(3h)条件下材料的摩擦磨损机理分析  54-55
  4.5 本章小结  55-57
第五章总结与展望  57-59
  5.1 总结  57-58
  5.2 展望  58-59
参考文献  59-63
攻读硕士期间发表的论文  63

含银铜铋轴承材料摩擦学特性研究

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