(WC+SiCw)/Cu-Al2O3复合材料载流摩擦磨损行为

作者：林焕然; 国秀花^*; 宋克兴; 苏娟华; 李韶林; 冯江

来源：表面技术, 2022, 51(01): 33-42.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2022.01.003

• Cu-Al2O3复合材料
• 摩擦磨损
• 纳米Al2O3颗粒
• 微米WC颗粒
• SiC晶须
• 协同强化

目的 研究相同载流条件下纳米Al2O3颗粒、微米WC颗粒和SiC晶须对(WC+SiCw)/Cu-Al2O3复合材料表面摩擦磨损性能的影响。方法 采用粉末冶金法和内氧化法相结合的方式，制备了(WC+SiCw)/Cu-Al2O3复合材料，并利用HST-100高速载流摩擦试验机进行载流摩擦磨损性能测试。采用透射电镜和扫描电镜观察复合材料的显微组织和载流摩擦磨损表面形貌。研究不同的增强相对(WC+SiCw)/Cu-Al2O3复合材料磨损性能的影响，分析其磨损机理。采用AUTOGRAPH AG-I 250 kN拉伸设备对试样进行拉伸，并分析抗拉强度与磨损性能的变化关系。结果 (1WC+2SiCw)/Cu-Al2O3复合材料的硬度和极限抗拉强度相较于Cu-Al2O3复合材料分别提高了20.2%和12.7%。(1WC+2SiCw)/Cu-Al2O3复合材料的摩擦系数最小，为0.33，相对Cu-Al2O3复合材料降低了42.1%。(1WC+2SiCw)/Cu-Al2O3复合材料表面磨损形貌最为光滑，无大面积电弧烧蚀现象，犁沟数量少且浅。结论 (WC+SiCw)/Cu-Al2O3复合材料的磨损机理主要是粘着磨损、磨粒磨损和电弧烧蚀；纳米级Al2O3颗粒、微米级WC颗粒和SiC晶须三者协同强化铜基体，提高了复合材料的强度和硬度，从而降低了铜基复合材料的摩擦系数和磨损率。WC颗粒和SiC晶须采用合适质量配比时，可以有效地改善Cu-Al2O3复合材料的磨损情况。

• 单位
  河南科技大学