与铜离子反应(铁基粉末冶金和铜基粉末冶金) Fe在铜基粉末冶金摩擦材料中的作用:& nbsp& nbsp铜基粉末冶金摩擦材料由于具有良好的导热性和耐磨性，广泛应用于各种离合器和制动器。 粉末冶金摩擦材料是以金属及其合金为基体，添加硬质摩擦组分和固体润滑组分，用粉末冶金方法制成的一种金属基颗粒复合材料。 因此，可以通过调控各组分的含量和存在形式来提高复合材料的物理力学性能，进而改善材料的摩擦磨损性能，最终获得综合性能优异的粉末冶金摩擦材料。 & nbsp& nbsp& nbsp大多数粉末冶金摩擦材料都添加了Fe作为摩擦成分来提高摩擦系数，其含量一般在5% ~ 25%的范围内。 有资料表明，当Fe含量在5%以下时，摩擦系数会增大，然后Fe含量增大，但材料的摩擦系数变化不大，并且随着Fe含量的增大，材料磨损增大，而双重磨损减小。 本文系统分析了Fe在新型铜基粉末冶金摩擦材料中的作用机理，阐明了Fe对铜基粉末冶金摩擦材料摩擦系数的影响。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp一、实验材料 方法:& nbsp；& nbsp(1)材料准备:& nbsp& nbsp按比例称取各种粉末，人工混合，放入V型搅拌机中，搅拌6 ~ 8小时，在400 ~ 600 MPa的压力下冷压。 在氢气保护下，在加压烧结炉中烧结，烧结温度为920 ~ 950℃，烧结压力为2.0 ~ 3.5 MPa，保温3 ~ 4小时，然后用水冷却至低于100℃后出料。 出炉后，烧结料被加工成75毫米×53毫米的环块。 & nbsp& nbsp& nbsp(2)检测项目& nbsp；方法:& nbsp；& nbsp在HBRF-187.5洛氏硬度计上测量材料的表观硬度(HRF)，每个试样测量五个点，取平均值:在MeF3A金相显微镜上观察材料的显微组织；根据GB/T 10421-1989测定材料密度:在MM-1000摩擦试验机上进行等速摩擦实验，试验环和力偶尺寸均为75mm×53mm。 双重材料是硬度为40HRC的30CrMoSiVA合金结构钢。 摩擦压力为1000、3000、5000、7000转/分，摩擦时间为20S。在KYKY-2800扫描电子显微镜下观察了材料的摩擦表面形貌。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp二。实验结果 讨论:& nbsp；& nbsp(1)Fe对材料结构和物理性能的影响:& nbsp& nbsp& nbsp大部分Fe颗粒以自由状态分布在Cu-Sn基体中，少量Fe原子在与基体结合时溶解在基体中。 Fe与基体铜之间良好的润湿性以及该材料较高的烧结温度(920 ~ 950℃)，使得Fe原子在烧结过程中的活性增加，在基体中的扩散加快，因此可以在基体中均匀分布，与基体结合良好。 铜基材料的硬度随着Fe的增加而增加的主要原因是Fe微溶于基体Cu中，所以均匀分布的Fe颗粒也起到了强化颗粒的作用，从而提高了材料的硬度。 & nbsp& nbsp& nbsp(2)Fe的影响& nbsp；材料的摩擦系数:& nbsp；& nbsp随着摩擦速度的增加，材料的摩擦系数逐渐减小。 原因是摩擦力是两个摩擦表面之间相互粘附和接合的程度和性质的函数。 根据分子-机械啮合理论，当两个摩擦表面之间的微凸体相互接触时，接触点处的材料会由于分子间作用力而粘在一起。 在摩擦过程中，这些接触点相对运动，产生剪切。 这个剪切力必然会变成摩擦阻力。 低转速摩擦时，摩擦表面温升不大，摩擦表面没有相变等复杂变化。摩擦阻力主要来源于材料表面微突起之间的相互作用。 而铜基摩擦材料比双材料软得多。 因此，此时摩擦副之间的相互作用主要是软铜基材料表面硬微凸体的犁沟效应。 所以低速时摩擦系数大。 随着摩擦速度的提高，由于大量摩擦热的存在，材料的摩擦表面温度迅速升高，而基体铜是软的，因此材料的摩擦表面在摩擦过程中软化并产生大量的变形。 材料表面的这种严重畸变导致表面能急剧增加，表面原子活性增加。 因此，高温下均匀分布在表层的Fe很容易与大气中的氧发生反应，形成致密的氧化膜。 在高摩擦速度下，一方面，材料表面的软化增强了材料的塑性，减少了微凸起之间的机械啮合，从而降低了材料的摩擦系数。 & nbsp& nbsp& nbsp另一方面，表面氧化膜的形成也阻挡了摩擦副与材料金属的直接接触，从而进一步降低了高速摩擦下的摩擦系数。 在铜基粉末冶金摩擦材料中，Fe一般作为摩擦组分加入。 作为摩擦成分，在铜基材料中添加Fe时，只有当其含量大于4%时，材料的摩擦系数才随着Fe含量的增加而增加。 Fe含量越高，材料的摩擦系数就越高，在不同转速下，尤其是高转速下，可以保持较高的摩擦系数。 一方面，增加Fe磨损的作用是，如上所述，Fe颗粒均匀分散在材料的基体中，起到颗粒强化的作用，明显提高材料的强度和硬度；另一方面，存在于摩擦表面上的Fe颗粒的强度和硬度大于基体铜。当软基体在摩擦过程中磨损时，Fe颗粒从摩擦表面突出，直接与双面接触，承受摩擦阻力。 此外，材料中的Fe颗粒与基体铜结合紧密，基体铜对嵌入的Fe颗粒有很强的夹持作用。当摩擦过程中施加摩擦冲击力时，Fe不易被拉出基体，使得材料表面的微凸体与双面微凸体之间的相互作用力增大，即摩擦过程中摩擦副之间的运动阻力增大，从而使材料的摩擦系数增大。 Fe含量越高，摩擦过程中的增摩颗粒越多，材料的摩擦系数越高。 在连续的高速摩擦过程中，材料表面和嵌入其中的Fe颗粒不断被磨掉，而基体中的Fe颗粒随着材料表层的减少而暴露在摩擦表面，重复其对材料的增摩作用。 因此，含铁量高的铜基材料在所有转速下都能保持较高的摩擦系数。 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
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