有色金属材料与工程 第 37 卷 第 4 期 犖犗犖犉犈犚犚犗犝犛犕犈犜犃犔犕犃犜犈犚犐犃犔犛犃犖犇犈犖犌犐犖犈犈犚犐犖犌 犞狅犾.37 犖狅.4 2016 文章编号 :1005-2046(2016)04-0165-06 犇犗犐 :10.13258/ 犼. 犮狀犽犻. 狀犿犿犲.2016.04.008 金属基固体自润滑复合材料研究现状及展望 胡艳艳 1,2, 刘耀 1,2, 张建波 1,2, 胡美俊 2, 陈婷婷 2 (1. 江西理工大学国家铜冶炼及加工工程技术研究中心, 江西赣州 341000; 2. 江西理工大学材料科学与工程学院, 江西赣州 341000) 摘要 : 随着当今世界工业化进程的推进, 金属基固体自润滑复合材料因其独特的润滑性能受到广泛的关注, 成为润滑领域一个重要的研究方向. 介绍了金属基固体自润滑材料的主要制备方法和特点以及固体润滑剂的主要种类 制备方法和特性, 总结了近年来国内外对铜基 铝基 镍基 银基和铁基等金属基固体自润滑复合材料的研究进展, 并对金属基固体自润滑复合材料未来的发展进行了展望. 关键词 : 金属基 ; 自润滑材料 ; 固体润滑剂 ; 研究进展 中图分类号 : 犜犅 331 文献标志码 : 犃 犘狉狅狊狆犲犮狋犪狀犱犃犱狏犪狀犮犲狊狅犳犕犲狋犪犾犕犪狋狉犻狓犛犲犾犳 犾狌犫狉犻犮犪狋犻狀犵犆狅犿狆狅狊犻狋犲狊 1,2 1,2 1,2 犎犝犢犪狀狔犪狀, 犔犐犝犢犪狅, 犣犎犃犖犌犑犻犪狀犫狅, 犎犝犕犲犻犼狌狀 2 2, 犆犎犈犖犜犻狀犵狋犻狀犵 (1. 犖犪狋犻狅狀犪犾犆犲狀狋犲狉犳狅狉犆狅狆狆犲狉犛犿犲犾狋犻狀犵犪狀犱犘狉狅犮犲狊狊犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔犚犲狊犲犪狉犮犺, 犑犻犪狀犵狓犻犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔, 犌犪狀狕犺狅狌 341000, 犆犺犻狀犪 ; 2. 犛犮犺狅狅犾狅犳犕犪狋犲狉犻犪犾狊犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵, 犑犻犪狀犵狓犻犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔, 犌犪狀狕犺狅狌 341000, 犆犺犻狀犪 ) 犃犫狊狋狉犪犮狋 : 犠犻狋犺狋犺犲犱犲狏犲犾狅狆犿犲狀狋狅犳狑狅狉犾犱犻狀犱狌狊狋狉犻犪犾犻狕犪狋犻狅狀狆狉狅犮犲狊狊, 狋犺犲犿犲狋犪犾 犿犪狋狉犻狓狊狅犾犻犱狊犲犾犳 犾狌犫狉犻犮犪狋犻狀犵犮狅犿狆狅狊犻狋犲狊犪狊犪狀犻犿狆狅狉狋犪狀狋狉犲狊犲犪狉犮犺犱犻狉犲犮狋犻狅狀犻狀狋犺犲犳犻犲犾犱狅犳犾狌犫狉犻犮犪狋犻狅狀犺犪狏犲犮犪狌狊犲犱犵狉犲犪狋犪狋犲狀狋犻狅狀犱狌犲狋狅狋犺犲犻狉狌狀犻狇狌犲犾狌犫狉犻犮犻狋狔. 犜犺犻狊狆犪狆犲狉犻狀狋狉狅犱狌犮犲狊狋犺犲犿犪犻狀狆狉犲狆犪狉犪狋犻狅狀犿犲狋犺狅犱狊犪狀犱狋犺犲犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狅犳狋犺犲狊狅犾犻犱犾狌犫狉犻犮犪狀狋, 狋犺犲犿犪犻狀狋狔狆犲狊, 狆狉犲狆犪狉犪狋犻狅狀犿犲狋犺狅犱狊犪狀犱犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狅犳狋犺犲犿犲狋犪犾 犿犪狋狉犻狓狊狅犾犻犱狊犲犾犳 犾狌犫狉犻犮犪狋犻狀犵犮狅犿狆狅狊犻狋犲狊. 犜犺犲狉犲狊犲犪狉犮犺狆狉狅犵狉犲狊狊狅犳犮狅狆狆犲狉 犫犪狊犲犱, 犪犾狌犿犻狀狌犿 犫犪狊犲犱, 狀犻犮犽犲犾 犫犪狊犲犱, 狊犻犾狏犲狉 犫犪狊犲犱犪狀犱犻狉狅狀 犫犪狊犲犱狊狅犾犻犱狊犲犾犳 犾狌犫狉犻犮犪狋犻狀犵犮狅犿狆狅狊犻狋犲狊狑犲狉犲狊狌犿犿犪狉犻狕犲犱犻狀狉犲犮犲狀狋狔犲犪狉狊. 犉犻狀犪犾狔, 狋犺犲犳狌狋狌狉犲犱犲狏犲犾狅狆犿犲狀狋狅犳犿犲狋犪犾犿犪狋狉犻狓狊狅犾犻犱狊犲犾犳 犾狌犫狉犻犮犪狋犻狀犵犮狅犿狆狅狊犻狋犲狊狑犲狉犲犱犻狊犮狌狊狊犲犱. 犓犲狔狑狅狉犱狊 : 犿犲狋犪犾犿犪狋狉犻狓 ; 狊犲犾犳 犾狌犫狉犻犮犪狋犻狀犵犮狅犿狆狅狊犻狋犲狊 ; 狊狅犾犻犱犾狌犫狉犻犮犪狀狋 ; 狉犲狊犲犪狉犮犺狆狉狅犵狉犲狊狊 收稿日期 :2015-08-09 基金项目 : 江西省教育厅青年基金项目 ( 犌犑犑 14443); 国家 2015 自然科学地区基金 (51461017); 江西省教育厅青年基金项目 ( 犌犑犑 14447) 作者简介 : 胡艳艳 (1990 ), 女, 硕士研究生. 主要从事自润滑复合材料开发方面的研究. 犈 犿犪犻犾 : 犵狌狔狌犲狔犪狀 606@ 狊犻狀犪. 犮狅犿通信作者 : 张建波 (1981 ), 男, 博士. 主要从事自润滑复合材料开发方面的研究. 犈 犿犪犻犾 : 狕犺犪狀犵 4318@163. 犮狅犿
166 有色金属材料与工程 2016 年第 37 卷 在军事 航空和汽车等工程领域中, 齿轮等机械零件之间相互运动产生的摩擦磨损现象, 导致了大量机械的故障和失效, 给工业生产造成了重大损失 [1-3]. 据统计, 在工业生产的各个工程领域中, 因摩擦磨损而导致的机械失效, 占零件失效总量的 60%~80%; 因摩擦磨损导致的能量损失, 达到能量消耗总量的 30%~50% [4]. 为了满足各种复杂工况条件下的工业生产, 减少机械零件间的摩擦磨损行为, 改善润滑条件成为了重中之重. 在各工程领域中, 液体润滑剂是应用最广泛的改善机械零件间润滑性的方式 [5]. 然而, 在某些真空 高温和重载等苛刻工况条件下, 传统的液体润滑剂已经无法满足机械零件的润滑需要. 为了解决此类润滑问题, 金属基固体自润滑材料逐渐受到研究者们的青睐. 金属基固体自润滑材料是指采用熔炼 铸造等方法, 将固体润滑剂加入到金属基体中形成复合材料. 该类材料既保留了基体金属的性质, 也赋予了固体润滑剂的优良性能. 在摩擦磨损过程中, 表面发生物理和化学反应形成润滑膜, 具有优良的润滑性能 [6]. 本文从不同角度详细论述了金属基固体自润滑复合材料的研究开发与进展, 以期为设计开发其力学 性能与摩擦磨损性能良好匹配的金属基固体自润滑复合材料提供参考和借鉴. 1 材料的主要制备方法 目前, 制备金属基固体自润滑复合材料的方法主要包括粉末冶金法 铸造法 半固态成形法 浸渗法和表面技术制备法等. 主要制备方法及其特点如表 1 [7-8] 所示, 其中, 粉末冶金法是当前制备金属基固体自润滑复合材料最流行的制备方法. 该方法可以灵活地调整成分设计和组织设计, 在改善耐磨性方面远远优于传统的铸造材料 [9]. 半固态成形是未来开发制备固体自润滑材料的发展方向, 相对传统的粉末冶金法和铸造法, 采用半固态成形制备的复合材料能够获得传统制备方法难以企及的综合性能, 具有巨大的研究潜力. 但是, 目前半固态成形方法在成形过程中对浆料形核 长大机制以及制备过程中温度场的控制等仍需进一步的研究 [10]. 浸渗法制备的材料与预制件的质量息息相关, 预制件的质量受黏结剂 造孔剂和烧结工艺等因素影响较大, 需要大量的探索, 工艺较为繁杂. 表 1 金属基固体自润滑复合材料的主要制备方法及特点犜犪犫.1 犘狉犲狆犪狉犪狋犻狅狀犿犲狋犺狅犱狊犪狀犱狋犺犲犻狉犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狅犳犿犲狋犪犾犿犪狋狉犻狓狊犲犾犳 犾狌犫狉犻犮犪狋犻狀犵犮狅犿狆狅狊犻狋犲狊制备方法优点缺点 粉末冶金法铸造法半固态成形浸渗法表面技术 成分设计自由度大, 可获得组织性能均匀 热加工性能良好的复合材料 可获得孔隙少 致密度高的复合材料, 材料的结合强度高, 能够制备复杂形状的复合材料, 适合大规模生产 可获得内部缺陷少 加工形状复杂的复合材料, 经济性好, 工艺流程短 可获得高致密度 高体积分数和形状复杂的复合材料 工艺简单, 能够满足多种特殊情况下的材料要求 致密度差, 材料结合强度弱, 制备工序繁多, 制备过程中材料易氧化 成分设计自由度受到限制, 经济性较差 金属浆料制备 运输和保存需要严格控制 基体与润滑剂润湿性和界面结合强度对复合材料性能影响较大, 工序繁多且复杂 表层与基体结合强度难以控制, 难以制备大型复杂和耐高温复合材料 2 固体润滑剂及特性 固体润滑剂的选择对金属基固体自润滑复合材料的性能影响至关重要, 固体润滑剂的性能与制备和金属基固体润滑复合材料的性能息息相关. 部分固体润滑剂的性能如表 2 [11] 所示. 目前, 在金属基固体自润滑复合材料中广泛使用的固体润滑剂主要分为以下 4 类 : (1) 软金属润滑剂, 如犃犵 犘犫 犆狉等. 通常对于 这类润滑剂采用表面技术等方法在摩擦材料表面形成润滑膜, 以提高材料的摩擦磨损性能 [12]. 该类润滑剂经济性较差, 且对材料润滑性能提高有限. (2) 陶瓷固体润滑剂, 如犃犾 2 犗 3 犜犻犆等. 该类材料具有较大的硬度 刚度和较好的化学稳定性, 适用于制备高强度的金属基自润滑复合材料 [13]. (3) 石墨润滑剂. 石墨润滑剂具有优异的润滑性能, 在各类润滑领域受到广泛的关注和大量深入的研究. 由于石墨与各类金属基体之间的润湿性较差, 制备石墨 / 金属基自润滑材料通常需要将石墨进
第 4 期胡艳艳, 等 : 金属基固体自润滑复合材料研究现状及展望 167 行金属化改性, 以改善两者之间的润湿性, 提高材料的摩擦磨损性能 [14-15]. (4) 金属陶瓷固体润滑剂, 如犜犻 3 犃犾犆 2 犜犻 3 犛犻犆 2 等. 金属陶瓷材料兼具金属和非金属陶瓷的特性, 既能与各类金属基体保持良好的润湿性, 又具有类似石墨的优异的润滑性能, 是近年来研究的热点 [16-18]. 表 2 部分固体润滑剂主要性能对比 犜犪犫.2 犘犲狉犳狅狉犿犪狀犮犲犮狅犿狆犪狉犻狊狅狀狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊狅犾犻犱犾狌犫狉犻犮犪狀狋 润滑剂 密度 /( 犵 犮犿 -3) 弹性模量 / 犌犘犪 熔点 / 犓 热膨胀系数 /10-6 犓 电阻率 /(10-6 Ω 犿 ) 热导率 /( 犠 犮犿 -1 犓 -1) 犜犻 3 犛犻犆 2 4.51~4.53 326 >3273 10.00 0.10 0.43 犃犾 2 犗 3 3.97 380 2323 7.92 >1.02 0.15 犜犻犆 4.93 269 3420 7.60 0.60 0.17 犞犆 5.77 434 3089 7.16 0.15~0.16 0.25 犠犆 15.63 669 2993 5.06 0.19 0.32 犜犪犆 14.30 366 4150 6.46 0.30~0.41 0.21 犜犻犅 2 4.50 514 3498 8.28 0.90 0.66 固体润滑剂的添加量对复合材料的性能主要有两方面的影响 : 一方面是影响复合材料的硬度 弯曲强度和压溃强度等力学性能 ; 另一方面是影响复合材料的摩擦因数 磨损量等摩擦磨损性能. 以石墨为例, 如图 1 [19] 所示. 图 1 为石墨含量对铜基复合材料硬度的影响, 可以看出, 随着石墨含量的增加, 材料的硬度逐渐下降. 这是因为在制备过程中, 石墨颗粒会发生团聚等现象, 导致材料的孔隙率增加, 致密度下降, 从而引起材料的硬度下降. 的润滑膜致密度较差, 材料润滑性欠佳, 从而导致材料的摩擦磨损性能下降. 图 2 不同载荷下石墨含量对铜基复合材料摩擦因数的影响犉犻犵.2 犈犳犳犲犮狋狅犳犵狉犪狆犺犻狋犲犮狅狀狋犲狀狋狅狀犳狉犻犮狋犻狅狀犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋狅犳犮狅狆狆犲狉犿犪狋狉犻狓狊犲犾犳 犾狌犫狉犻犮犪狋犻狀犵犮狅犿狆狅狊犻狋犲狊狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犾狅犪犱狊 3 常见金属基固体自润滑复合材料 图 1 石墨含量对铜基自润滑复合材料硬度的影响犉犻犵.1 犈犳犳犲犮狋狅犳犵狉犪狆犺犻狋犲犮狅狀狋犲狀狋狅狀犺犪狉犱狀犲狊狊狅犳犮狅狆狆犲狉犿犪狋狉犻狓狊犲犾犳 犾狌犫狉犻犮犪狋犻狀犵犮狅犿狆狅狊犻狋犲狊图 2 [19] 为不同载荷下石墨含量对合金摩擦因数的影响. 在低载荷下, 材料的摩擦因数随着石墨含量的升高而降低 ; 随着载荷升高, 材料的摩擦因数随着石墨含量的增加先升高后降低. 这是因为随着石墨含量的增加, 材料的致密度下降, 孔隙率升高. 在高载荷工况下服役时, 孔隙率高的材料摩擦表面形成 基体金属的力学性能 导电性能和高温性能不但对金属基固体自润滑复合材料的综合性能影响显著, 同样也对复合材料的摩擦磨损性能影响巨大. 目前, 研究和应用广泛的固体自润滑复合材料金属基体有铜基 铝基 镍基 银基和铁基等. 3.1 铜基固体自润滑复合材料铜基固体自润滑复合材料既能保持铜基体优良的导电 导热能力和良好的耐腐蚀性等综合性能, 又能容纳固体润滑剂特有的润滑性能, 广泛应用于电
168 有色金属材料与工程 2016 年第 37 卷 接触材料 受电弓板材料等 [20]. [21] 甄文柱等以犕狅犛 2 和犆狌复合粉体为原料, 采用等离子喷涂技术制备犕狅犛 2 70 犆狌复合涂层, 并对材料进行真空摩擦磨损试验. 研究表明, 材料在真空环境下的磨损机制主要以脆性断裂和疲劳磨损为主. 随着滑动速率和载荷的增加, 涂层会发生软化现象, 更容易形成致密的自润滑层, 从而降低摩擦因 [22] 数. 陈岁元等以雾化铜粉为基体, 以犃犾 2 犗 3 石墨和犕狅犛 2 等为强化相, 采用粉末冶金方法制备铜基自润滑复合材料. 研究表明, 强化相提高了基体的强度硬度, 同时在摩擦磨损的过程中, 形成了致密的自润滑膜, 实现了自润滑与力学性能的良好匹配. 尹延 [19,23-24] 国等采用粉末冶金方法制备了铜基石墨固体自润滑复合材料. 结果表明, 温度对复合材料的耐磨性影响较大, 采用合适的工艺可以提高复合材料 [25] 的服役温度. 犖犌犃犐等以镀铜犜犻 3 犛犻犆 2 粉末和铜粉为原料, 采用热压烧结 轧制方法制备自润滑复合材料, 通过调整工艺获得了高强度 高密度并具有较低的摩擦因数和电阻率的复合材料. 3.2 铝基固体自润滑复合材料铝基固体自润滑复合材料具有优良的摩擦磨损性能, 同时兼具质量轻 价格低和耐蚀性好等优点, 是近年来研究的热点之一. 研究表明, 在相同条件下, 铝基比青铜基固体自润滑复合材料具有更高的寿命和许用狆狏值, 因此非常适合作为金属基固体自润滑复合材料室温至中高温度段中的基体材 [26-27] 质, 广泛应用于汽车活塞 轴瓦等 [28]. [29] 丁志鹏等采用无压浸渗法制备碳纳米管 / 铝基复合材料, 通过显微组织观察发现碳纳米管分布均匀, 复合材料组织性能良好, 在低碳纳米管材料中, 随着碳纳米管含量的增加, 其摩擦磨损性能显著 [30] 升高. 陈庚等采用机械超声混合搅拌的方法制备犕犵 2 犅 2 犗 5/6061 犃犾复合材料, 发现在摩擦磨损过程中, 复合材料的摩擦因数波动幅度小, 在一定的摩擦速率和载荷下, 能够起到稳定的减摩作用. [31] 犌犝犘犜犃等采用冷压烧结的方法制备了不同成分的犜犻 3 犛犻犆 2/ 犃犾复合材料. 研究表明, 在犜犻 3 犛犻犆 2 含量较低时, 犜犻 3 犛犻犆 2 对材料起弥散强化作用, 材料的力学性能显著提高 ; 同时, 犜犻 3 犛犻犆 2 对材料摩擦磨损性 [32] 能具有显著增益效果. 犡犝等研究了摩擦速率对 犜犻 3 犛犻犆 2/ 犜犻犃犾复合材料自润滑性能的影响. 研究发现, 材料的自润滑性能与材料表面的氧化层致密度有关, 氧化层所占摩擦表面的百分比越大, 材料的自润滑性能越好. 3.3 镍基固体自润滑复合材料镍基固体自润滑复合材料既继承了镍本身的高熔点, 又保留了固体润滑剂良好的润滑性能, 成为高温机械 化工和航空航天等高温腐蚀领域中广泛应用的材料 [33]. [34] 犣犎犃犖犌等采用反应烧结的方法制备了 犖犻 3 犃犾犺犅犖犃犵复合涂层. 该涂层具有力学性能和摩擦磨损性能的良好匹配, 其服役温度高于 800, 同时, 该涂层还能避免金属间化合物所产生的脆性. [35] 犎犝等采用原位燃烧合成的方法制备了 ( 犜犻犆犜犻犅 2) 犖犻 / 犜犻犃犾 / 犜犻梯度复合材料. 研究表明, 在摩擦磨损的过程中, 摩擦面上形成了耐高温的致密氧化层, 随着摩擦温度的升高, 材料仍能保持一个较低的 [36] 摩擦因数和磨损失重. 桑可正等采用粉末冶金法制备了犛犻 / 犛犻犆犖犻复合材料, 并对其进行销盘摩擦试验. 研究表明, 在低温下, 材料的自润滑性能变化不大 ; 当温度高于 300 时, 材料的摩擦磨损性能显 [37] 著改善. 赵海军等采用复合电铸技术制备了石墨 / 镍基复合材料, 发现材料的摩擦磨损性能随着石墨含量的增加而升高. 当石墨含量达到临界值时, 摩擦磨损性能趋于稳定 ; 随着石墨含量继续增加, 材料磨损失重显著升高. 3.4 银基固体自润滑复合材料银基体本身具有良好的导电 导热和摩擦磨损性能. 通过引入固体润滑剂能够在极小降低导电性能的前提下, 进一步提高材料的摩擦磨损性能, 实现导电性能和自润滑性能的优良匹配. 但是, 经济性较差是制约其广泛使用的主要原因之一. 银基固体自润滑复合材料广泛应用于航天器发动机涡轮泵轴承 超导装置等 [38]. [39] 犆犎犈犖等采用粉末冶金法制备了银基石墨和犕狅犛 2 自润滑复合材料, 并进行了大气和真空中摩擦磨损的研究. 结果表明, 随着固体润滑剂含量的增加, 材料摩擦性能有所提高, 在真空中摩擦因数和磨损失重增加量高于大气中的增加量, 但仍具有较 [40] 好的自润滑性能. 张敏等采用粉末冶金法制备了 碳纳米管银石墨复合材料, 研究了电流对材料自润滑性能的影响. 发现材料在带电磨损过程中的失重大于干摩擦失重, 这是由于电流对摩擦表面氧化 [41] 层的破坏导致的. 马超等以短碳纤维 特种短碳纤维和犕狅犛 2 为原料, 制备了短碳纤维增强银基固体自润滑复合材料. 研究表明, 采用特种短碳纤维制备的复合材料不但能够获得良好的自润滑性能, 还具有较高的力学性能.
第 4 期胡艳艳, 等 : 金属基固体自润滑复合材料研究现状及展望 169 3.5 铁基固体自润滑复合材料铁基固体自润滑复合材料具有经济性较好, 强度 硬度高, 并有一定的高温性能等特点, 广泛应用于轴承 齿轮等工程零件. 采用粉末冶金法制备镍包覆石墨铁基固体自润滑复合材料. 研究表明, 包覆层可显著提高材料的力学性能和润滑性能, 材料的服役温度可高达 500 [42-43]. 匡 [44] 加才等采用原位合成法制备了 ( 犜犻犅 2+ 犉犲 2 犅 )/ 铁基复合材料, 经热处理后, 固体润滑剂颗粒均匀化, 材料 [45] 的切削磨损能力显著提高. 成小乐等采用粉末冶金真空烧结法制备犠犆 /45 钢复合材料. 研究表明, 采用温压烧结的材料能够避免材料内部的孔隙, 提高材料的致密度, 从而提高材料的力学性能和摩擦磨损性能. 4 结论 由金属基固体自润滑复合材料的性能特点和工业工程上的应用可以看出, 随着工业化进程的推进, 金属基固体自润滑复合材料在各个工程领域具有广泛的应用前景, 是未来润滑技术发展的主要方向之一. 但是, 当今金属基固体自润滑复合材料的发展仍存在一些不足之处亟需解决. (1) 固体润滑剂与基体的结合问题. 当前大多数的固体润滑剂与基体金属之间的相容性较差, 用常规方法制备金属基固体自润滑复合材料, 易导致固体润滑剂与基体结合界面缺陷大 结合力差, 这将导致材料在摩擦磨损过程中摩擦面上难以形成完整的润滑膜. 要获得界面结合良好的金属基固体自润滑复合材料, 往往需要采用固体润滑剂金属化等工艺来改善, 这势必提高工业化 规模化生产的成本, 阻碍金属基固体自润滑复合材料的应用与推广. (2) 固体润滑剂在基体内易发生偏聚. 高含量的固体润滑剂在制备过程中易发生偏聚, 从而引发材料内部孔隙率升高 密度减小 力学性能下降, 最终引发磨损量上升, 严重影响材料的使用寿命. 因此, 需要研究开发新工艺 新材料以降低复合材料内部偏聚等缺陷. (3) 探索新型固体润滑剂. 相对于传统的润滑油, 固体自润滑复合材料的润滑性能仍无法达到润滑油润滑的效果. 因此需要进一步深入研究金属基固体自润滑复合材料的摩擦磨损机制, 构建摩擦磨损模型, 完善摩擦磨损理论, 开发新型的固体润滑剂, 以期实现甚至超越液体润滑剂的润滑效果. (4) 苛刻的工况环境对材料提出更高的要求. 随着工业化 现代化进程的推进, 在军事 航空航天和交通等领域对材料的要求更为严格. 要求材料在高温 高磁 高速和强电流等工况下具有更高的使用寿命 承载能力 耐腐蚀性 高温强度和热稳定性等. 参考文献 : [1] 犔犝犇犈犕犃犓犆. 犉狉犻犮狋犻狅狀, 犠犲犪狉, 犔狌犫犱犲犿犻狅狀, 犉犾狅狉犻犱犪 [ 犕 ]. 犅狅犮犪犚犪狋狅狀 : 犆犚犆狆狉犲狊狊,1996. [2] 布伦德尔, 埃文斯, 格拉瑟. 摩擦材料的表征 [ 犕 ]. 哈尔滨 : 哈尔滨工业大学出版社,2014. [3] 犠犃犖犌犔, 犛犖犐犇犈犚犠, 犌犝犔. 犚狅犾犻狀犵犮狅狀狋犪犮狋狊犻犾犻犮狅狀狀犻狋狉犻犱犲犫犲犪狉犻狀犵狋犲犮犺狀狅犾狅犵狔 : 犪狉犲狏犻犲狑狅犳狉犲犮犲狀狋狉犲狊犲犪狉犮犺 [ 犑 ]. 犠犲犪狉,2000,246:156-173. [4] 温诗铸. 摩擦学原理 [ 犕 ]. 北京 : 清华大学出版社,2002. [5] 赵文杰, 曾志翔, 王立平, 等. 高性能润滑材料多烷基环戊烷的研究进展 [ 犑 ]. 润滑与密封,2012,37(2):117-123. [6] 唐雷. 铜基犛犻犆碳洋葱自润滑复合材料的制备及其摩擦磨损性能研究 [ 犇 ]. 天津 : 天津大学,2010. [7] 张萍. 金属基复合材料液态浸渗制备工艺 [ 犑 ]. 毕节学院学报,2010,28(8):73-76. [8] 尹洪峰. 复合材料 [ 犕 ]. 北京 : 冶金工业出版社,2010. [9] 李元, 张大童, 罗俊明. 高铝锌基合金粉末冶金材料及其摩擦学特性初探 [ 犑 ]. 中国有色金属学报,1997, 7(1):117-121. [10] 徐骏, 张志峰. 半固态加工技术的最新进展 [ 犑 ]. 哈尔滨工业大学学报,2013,18(2):1-6. [11] 张毅, 周延春. 犜犻 3 犛犻犆 2 弥散强化犆狌 : 一种新的弥散强化铜合金 [ 犑 ]. 金属学报,2000,36(6):662-666. [12] 白越, 黄敦新. 犃犵膜在干摩擦 油和脂润滑下的摩擦学性能研究 [ 犑 ]. 润滑与密封,2011,36(8):7-10. [13] 杨才定, 薛烽, 吴钱林, 等. 原位合成犜犻犆颗粒增强铝基复合材料及其磨损性能 [ 犑 ]. 东南大学学报 ( 自然科学版 ),2005,35(6):908-910. [14] 犠犝犔犔, 犢犃犖犌犠犑, 犡犝犑犚, 犲狋犪犾. 犠犲犪狉狉犲狊犻狊狋犪狀犮犲狅犳犵狉犪狆犺犻狋犲 / 犪犾狌犿犻狀犻狌犿犮狅犿狆狅狊犻狋犲狊狋犺犪狋狆狉犲狆犪狉犲犱犫狔狊狋犻狉狉犻狀犵犮犪狊狋犻狀犵 [ 犑 ]. 犃犱狏犪狀犮犲犱犕犪狋犲狉犻犪犾狊犚犲狊犲犪狉犮犺, 2013,683:333-338. [15] 祁晓乾, 张绪平, 牛志鹏, 等. 铸造石墨 / 铝基自润滑材料润湿性研究现状 [ 犑 ]. 铸造技术,2012,33(5):534-536. [16] 犛犝犖犣犕. 犘狉狅犵狉犲狊犻狀狉犲狊犲犪狉犮犺犪狀犱犱犲狏犲犾狅狆犿犲狀狋狅狀犕犃犡狆犺犪狊犲狊 : 犪犳犪犿犻犾狔狅犳犾犪狔犲狉犲犱狋犲狉狀犪狉狔犮狅犿狆狅狌狀犱狊 [ 犑 ]. 犐狀狋犲狉狀犪狋犻狅狀犪犾犕犪狋犲狉犻犪犾狊犚犲狏犻犲狑狊,2011,56(3):143-166. [17] 犔犐犔犡, 犔犐犝犡犙, 犇犐犖犌犆犌, 犲狋犪犾. 犜犻 3 犛犻犆 2 犪狀犲狑犺犻犵犺狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲狊狅犾犻犱狊犲犾犳 犾狌犫狉犻犮犪狋犻狀犵犪犱犱犻狋犻狏犲犪犵犲狀狋
170 有色金属材料与工程 2016 年第 37 卷 [ 犑 ]. 犃犱狏犪狀犮犲犱犕犪狋犲狉犻犪犾狊犚犲狊犲犪狉犮犺,2013,815:626-631. [18] 犅犃犚犛犗犝犕犠犕, 犚犃犇犗犞犐犆犕. 犈犾犪狊狋犻犮犪狀犱犿犲犮犺犪狀犻犮犪犾狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊狅犳狋犺犲犕犃犡狆犺犪狊犲狊 [ 犑 ]. 犃狀狀狌犪犾犚犲狏犻犲狑狅犳犕犪狋犲狉犻犪犾狊犚犲狊犲犪狉犮犺,2011(41):195-227. [19] 尹延国. 铜基石墨自润滑材料及摩擦学研究 [ 犇 ]. 合肥 : 合肥工业大学,2006. [20] 犎犈犇犎, 犕犃犖犗犚犢犚. 犃狀狅狏犲犾犲犾犲犮狋狉犻犮犪犾犮狅狀狋犪犮狋犿犪狋犲狉犻犪犾狑犻狋犺犻犿狆狉狅狏犲犱狊犲犾犳 犾狌犫狉犻犮犪狋犻狅狀犳狅狉狉犪犻犾狑犪狔犮狌狉狉犲狀狋犮狅犾犲犮狋狅狉狊 [ 犑 ]. 犠犲犪狉,2001,249(7):626-636. [21] 甄文柱, 梁波. 等离子喷涂犕狅犛 2/ 犆狌基复合涂层真空摩擦磨损性能 [ 犑 ]. 材料工程,2013,(8):16-22. [22] 陈岁元, 邢蕊蕊, 刘常升, 等. 新型铜基自润滑材料的制备 [ 犑 ]. 东北大学学报 ( 自然科学版 ),2007,28(9): 1285-1288. [23] 尹延国, 刘君武, 郑治祥, 等. 石墨对铜基自润滑材料高温摩擦磨损性能的影响 [ 犑 ]. 摩擦学学报,2005,25 (3):216-220. [24] 尹延国, 郑治祥, 马少波, 等. 温度对铜基自润滑材料减摩耐磨特性的影响 [ 犑 ]. 中国有色金属学报,2004, 14(11):1856-1861. [25] 犖犌犃犐犜, 犣犎犈犖犌犑犑, 犜犃犖犠犆, 犲狋犪犾. 犈犳犲犮狋狅犳狉狅犾犻狀犵狅狀犪狑犪狉犿犮狅犿狆犪犮狋犲犱犜犻 3 犛犻犆 2 狆犪狉狋犻犮狌犾犪狋犲狉犲犻狀犳狅狉犮犲犱犮狌犿犪狋狉犻狓犮狅犿狆狅狊犻狋犲 [ 犑 ]. 犚犪狉犲犕犲狋犪犾犕犪狋犲狉犻犪犾狊犪狀犱犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵,2011,40(3):56-58. [26] 汪蓓. 铝锌合金轴瓦材料微观组织与力学性能研究 [ 犇 ]. 武汉 : 武汉科技大学,2011. [27] 王小刚. 新型犃犾犣狀犆狌犛犻合金轴瓦材料研究 [ 犇 ]. 武汉 : 武汉科技大学,2011. [28] 刘振刚, 田振明, 姚广春, 等. 铸造法制备石墨颗粒增强铝基自润滑复合材料的发展 [ 犑 ]. 铸造,2008,57 (11):1128-1131. [29] 丁志鹏, 张孝彬, 许国良, 等. 碳纳米管 / 铝基复合材料的制备及摩擦性能研究 [ 犑 ]. 浙江大学学报 ( 工学版 ), 2005,39(11):1811-1815. [30] 陈庚, 金培鹏, 李丽荣, 等. 润滑条件下犕犵 2 犅 2 犗 5/ 6061 犃犾基复合材料摩擦磨损性能研究 [ 犑 ]. 铸造技术, 2012,33(7):783-786. [31] 犌犝犘犜犃犛, 犎犃犕犕犃犖犖犜, 犑犗犎犖犛犗犖犚, 犲狋犪犾. 犛狔狀狋犺犲狊犻狊犪狀犱犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狕犪狋犻狅狀狅犳狀狅狏犲犾犪犾 犿犪狋狉犻狓犮狅犿狆狅狊犻狋犲狊狉犲犻狀犳狅狉犮犲犱狑犻狋犺犜犻 3 犛犻犆 2 狆犪狉狋犻犮狌犾犪狋犲狊 [ 犑 ]. 犑狅狌狉狀犪犾狅犳犕犪狋犲狉犻犪犾狊犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵犪狀犱犘犲狉犳狅狉犿犪狀犮犲, 2015,24(2):1011-1017. [32] 犡犝犣犛, 犡犝犈犅, 犛犎犐犡犔, 犲狋犪犾. 犛犾犻犱犻狀犵狊狆犲犲犱犪狀犱犾狅犪犱犱犲狆犲狀犱犲狀犮犲狅犳狋狉犻犫狅犾狅犵犻犮犪犾狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊狅犳犜犻 3 犛犻犆 2/ 犜犻犃犾 犮狅犿狆狅狊犻狋犲 [ 犑 ]. 犜狉犻犫狅犾狅犵狔犜狉犪狀狊犪犮狋犻狅狀狊,2015,58(1): 87-96. [33] 甄金明, 李斐, 朱圣宇, 等. 犜犻对镍基高温自润滑复合材料力学和摩擦学性能的影响 [ 犑 ]. 摩擦学学报, 2014,34(5):586-591. [34] 犣犎犃犖犌犛犜, 犣犎犗犝犑犛, 犌犝犗犅犌, 犲狋犪犾. 犘狉犲狆犪狉犪狋犻狅狀犪狀犱犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狕犪狋犻狅狀狅犳狉犲犪犮狋犻狏犲犾狔狊犻狀狋犲狉犲犱犖犻 3 犃犾 犺犅犖 犃犵犮狅犿狆狅狊犻狋犲犮狅犪狋犻狀犵狅狀犖犻 犫犪狊犲犱狊狌狆犲狉犪犾狅狔 [ 犑 ]. 犑狅狌狉狀犪犾狅犳犃犾狅狔狊犪狀犱犆狅犿狆狅狌狀犱狊,2009,473(1/2):462-466. [35] 犎犝犔犉, 犆犎犈犖犇犕, 犕犈犖犌犙犛, 犲狋犪犾. 犕犻犮狉狅狊狋狉狌犮狋狌狉犲犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狕犪狋犻狅狀犪狀犱犿犲犮犺犪狀犻犮犪犾狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊狅犳 ( 犜犻犆犜犻犅 2 ) 犖犻 / 犜犻犃犾 / 犜犻犳狌狀犮狋犻狅狀犪犾狔犵狉犪犱犻犲狀狋犿犪狋犲狉犻犪犾狊狆狉犲狆犪狉犲犱犫狔犉犃犘犃犛 [ 犑 ]. 犑狅狌狉狀犪犾狅犳犃犾狅狔狊犪狀犱犆狅犿狆狅狌狀犱狊,2015,636:298-303. [36] 桑可正, 黄清伟, 金志浩. 含镍碳化硅复合材料的干摩擦特性 [ 犑 ]. 摩擦学学报,2000,20(2):98-101. [37] 赵海军, 刘磊, 朱建华, 等. 复合电铸制备犖犻 石墨复合材料工艺及其沉积机理 [ 犑 ]. 复合材料学报,2005,22 (3):92 97. [38] 李长生, 董丽荣, 姜春华, 等. 制备犢犅犪 2 犆狌 3 犗 7 δ/ 犃犵自润滑复合材料及性能 [ 犑 ]. 稀有金属材料与工程, 2008,37( 犛 1):240-243. [39] 犆犎犈犖犉犢, 犉犈犖犌犢, 犛犎犃犗犎, 犲狋犪犾. 犜狉犻犫狅犾狅犵犻犮犪犾犫犲犺犪狏犻狅狌狉狅犳狊犻犾狏犲狉犫犪狊犲犱狊犲犾犳 犾狌犫狉犻犮犪狋犻狀犵犮狅犿狆狅狊犻狋犲. 犆狅狀犳犲狉犲狀犮犲狅狀犈狌狉狅犘犕 : 犘狅狑犱犲狉犕犲狋犪犾狌狉犵狔,2013. [40] 张敏, 凤仪. 电流对碳纳米管银石墨复合材料摩擦磨损性能的影响 [ 犑 ]. 摩擦学学报,2005,25(4): 328-332. [41] 马超, 王新平, 张雷, 等. 碳纤维增强犃犵犕狅犛 2 复合材料的摩擦磨损性能 [ 犑 ]. 中国有色金属学报,2012, (11):3074-3080. [42] 犌犃犗犢犘, 犛犎犐犚犘, 犖犐犈犑犉, 犲狋犪犾. 犌狉狅狌狆狋犺犲狅狉狔犱犲狊犮狉犻狆狋犻狅狀狅犳狋狉犪狀狊犳狅狉犿犪狋犻狅狀狆犪狋犺狑犪狔犱犲犵犲狀犲狉犪犮狔犻狀狊狋狉狌犮狋狌狉犪犾狆犺犪狊犲狋狉犪狀狊犳狅狉犿犪狋犻狅狀狊 [ 犑 ]. 犃犮狋犪犕犪狋犲狉犻犪犾犻犪, 2016,109(1):353-363. [43] 犌犃犗犢, 犔犐犝犎, 犛犎犐犚, 犲狋犪犾. 犘犺犪狊犲犳犻犲犾犱犿狅犱犲犾犻狀犵狅犳 β 1 狆狉犲犮犻狆犻狋犪狋犻狅狀犻狀犠犈 54 犪犾狅狔 [ 犑 ]. 犕犪犵狀犲狊犻狌犿犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔,2012:377-382. [44] 匡加才, 符寒光. 原位合成 ( 犜犻犅 2+ 犉犲 2 犅 )/ 铁基复合材料的力学性能和耐磨性 [ 犑 ]. 润滑与密封,2007,32 (8):81-84. [45] 成小乐, 高义民, 邢建东, 等. 犠犆 /45 钢复合材料的温压烧结工艺及其磨损性能 [ 犑 ]. 西安交通大学学报, 2005,39(1):53-56.