工业免维护滑板铁基自润滑材料在不同速度下的摩擦学行为_李炎粉

Ｃ ｓ ｌ Ｆ ｅ ｉ ｏ ｅ ｌ ｆ ｕ ｂ ｒ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｎ ｃ ｏ ｍ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ ａ ａ ｉ ｎ ｓ ｔ ４ ０ Ｃ ｒ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｗ ａ ｓ ０ ． ２ ７ａ ｔ ｄ ｒ ｆ ｒ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ．Ａ ｌ ｔ ｈ ｏ ｕ ｈ ｔ ｈ ｅ ｗ ｅ ａ ｒ ｒ ｉ ｓ ｅ ｄ －Ｎ －Ｍ － － ｇ ｐ ｇ ｙ ｇ ， ｗ ｉ ｔ ｈ ｓ ｅ ｅ ｄ ｂ ｕ ｔ ｉ ｔ ｉ ｓ ｖ ｅ ｒ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍ ａ ｒ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｎ ｏ ｒ ａ ｈ ｉ ｔ ｅ ｏ ｒ ｌ ｏ ｗ ｅ ｒ ｒ ａ ｈ ｉ ｔ ｅ ． ｐ ｙ ｐ ｐ ｇ ｐ ｇ ｐ ， ｂ ｌ Ｃ ｏ ｍ ｂ ｉ ｎ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ ｆ ｒ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｉ ｒ ｏ ｎ ａ ｓ ｅ ｄ ｓ ｅ ｌ ｆ ｕ ｂ ｒ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｎ ｃ ｏ ｍ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ｄ ｂ ｔ ｈ ｉ ｓ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｓ ｈ ｏ ｗ ｅ ｄ － － ｇ ｐ ｐ ｐ ｙ ｇ ｙ ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ ｌ ｅ ｎ ｔ ｔ ｒ ｉ ｂ ｏ ｌ ｏ ｉ ｃ ａ ｌ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｃ ｅ ａ ｔ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｆ ｒ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｅ ｅ ｄ ． ｇ ｐ ｐ 【 】 ； ； ； ｌ ｗ ｕ ｂ ｒ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ａ ｒ Ｋ ｅ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ｆ ｒ ｉ ｃ ｔ ｏ ｎ ｓ ｅ ｅ ｄ ｐ ｏ ｗ ｄ ｅ ｒ ｍ ｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｕ ｒ ｅ ｌ ｆ － ｐ ｇ ｙ ｓ ｙ
材 料 室 温 ～１ ５ ０℃ 条 件 下 摩 擦 学 的 研 究 较 多 刘志 科 等
［ ９］
［ ８］ ５ －
， 且
铁基材 料 的 制 备、 表 征 方 法 和 研 究 重 点 不 尽 相 同。 利用反应铸造法制备了原位 Ｖ Ｃ ｐ增 强 铁 基复合材料， 研究了该复合材料的微结构及界面反
１ ０］ 利用等离子熔覆技术制备出铁 应机 理 。 张 丽 娜 等 ［
表 ２ 材料的组成 Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ２ Ｍ ａ ｓ ｓ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｅ ａ ｃ ｈ ｃ ｏ ｍ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ｐ
Ｎ ａ ｍ ｅ Ｉ ｒ ｏ ｎ ／ ｗ ｔ ％ Ｎ ｉ ｃ ｋ ｅ ｌ ／ ｗ ｔ ％ ２ ． ５ ２ ． ５ ２ ． ５ ２ ． ５ Ｍ ｏ ｌ ｂ ｄ ｅ ｎ ｕ ｍ ｙ ／ ｗ ｔ ％ １ ５ ５ ５ Ｇ ｒ ａ ｈ ｉ ｔ ｅ ｐ ／ ｗ ｔ ％ １ １ ３ ６
摘 要】 对材料的微观组织和 【 采用粉末冶金工艺制备了四种不同成分含量的铁基自润滑 材 料 ， 以及 Ｘ 射线衍射 不同速度下的摩擦学性能进行分析和考察 ， 采用金相显微镜和扫描电子显微镜 （ ＥＭ） Ｓ 对材料金相 、 磨痕表面形貌和成分进行表征 。 结果表明 ， 随着摩擦速度的提高 ， 铁基自 润 滑 材 仪（ Ｒ Ｄ） Ｘ 料与４ 材料中石墨含量越高 ， 速度对其磨损率的影响就越大 ， 在摩 ０ Ｃ ｒ钢盘的摩擦系数呈现降低的趋势 ，
３ ／ · ／ ／ 擦速度为 ０ 磨损率达到了１ 属 于 轻 微 磨 损， 在１ Ｎ ｍ 量 级， ． １～０ ． ５ ｍ ｓ的条件下 ， ０－８ｃ ｍ ｍ ｓ的 条 件
虽然磨损趋势随 速度升高而升高， 下， 但与较 Ｃ 自润滑材料的干摩擦摩擦系 数 达 到 了 ０ ｅ ｉ ｏ ． ２ ７， Ｆ －Ｎ －Ｍ － 低石墨含量和不添加石墨的材料相比摩擦磨损性能较优 。 总体来讲 ， 本文所研制的铁基自润滑材料在 不同速度工况下具有较好的摩擦学性能 。 【 关键词 】 摩擦速度 ；粉末冶金 ；自润滑 ；磨损 中图分类号 ： １ １ ７ ＴＨ 文献标识码 ： Ａ ： ／ ２ Ｏ Ｉ １ ０ ． １ ４ １ ３ ６ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ １ ６ ７ ３ ８ １ ２ ． ２ ０ １ ６ ． ０ ３ ． ０ ３ １ Ｄ － ｊ
【 】 Ｉ ｂ ｌ Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ａ ｓ ｅ ｄ ｓ ｅ ｌ ｆ ｕ ｂ ｒ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｎ ｃ ｏ ｍ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ ｗ ｉ ｔ ｈ ｖ ａ ｒ ｉ ｎ ｅ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ｆ ａ ｂ ｒ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｒ ｏ ｎ － － ｇ ｐ ｙ ｇ ｙ ｏ ｄ ｉ ｎ ｒ ｏ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ａ ｔ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ ａ ｏ ｗ ｄ ｅ ｒ ｍ ｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｕ ｒ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ． Ｔ ｒ ｉ ｂ ｏ ｌ ｏ ｉ ｃ ａ ｌ ｎ ｉ ｓ ｃ ｔ ｒ ｉ ｂ ｏ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ａ ｔ ｒ ｏ ｏ ｍ － － ｐ ｐ ｐ ｇ ｐ ｇ ｙ ｇ ｙ ｇ ｔ ｅ ｍ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ． Ｔ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｗ ｅ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｚ ｅ ｄ ｂ ａ ｍ ｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｏ ｒ ａ ｈ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｅ ． Ｓ ｃ ａ ｎ ｎ ｉ ｎ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｅ ｐ ｙ ｙ ｇ ｐ ｙ ｐ ｇ ｐ （ ，ｍ ｒ Ｓ ＥＭ） ａ ｎ ｄ Ｘ ａ ｄ ｉ ｆ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ（ Ｘ Ｒ Ｄ）ｗ ｅ ｒ ｅ ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ｔ ｏ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｚ ｅ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｒ ｈ ｏ ｌ ｏ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｈ ａ ｓ ｅ ｏ ｆ － ｙ ｐ ｇ ｐ ｂ ｌ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ ．Ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｅ ｒ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｆ ｒ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｆ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ｓ ｅ ｌ ｆ ｕ ｂ ｒ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｎ － － ｐ ｐ ｇ ，ａ ｃ ｏ ｍ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ ａ ａ ｉ ｎ ｓ ｔ ４ ０ Ｃ ｒ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｒ ｕ ｂ ｂ ｅ ｄ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｂ ｅ ｌ ｏ ｎ ｅ ｄ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｍ ｉ ｌ ｄ ｗ ｅ ａ ｒ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｇ ｐ ｙ ｇ
第３ ４ 卷第 ３ 期
李炎粉 ， 等 ．工业免维护滑板铁基自润滑材料在不同速度下的摩擦学行为
·４ ８ ７·
应用， 并逐渐取代了部分传统的锻铸材料， 用来制造 像汽车齿轮、 齿类零件和凸轮轴等加工困难或加工
４］ 。目 前， 国内对于铁基含油自润滑 成 本 高 的 部 件［
保 出， 在烧结炉 中 烧 结， 烧结温度为１ １ ０ ０～１ １ ５ ０℃ ， ， 温时间为９ 烧结完成 后 随 炉 冷 却， 烧结及冷却 ０ ｍ ｉ ｎ 过程全程通 氮 气 保 护， 材料的组成成分及质量分数 见 表 ２。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ｒ ｉ ｂ ｏ ｌ ｏ ｉ ｃ ａ ｌ Ｂ ｅ ｈ ａ ｖ ｉ ｏ ｒ ｏ ｆ Ｉ ｒ ｏ ｎ ａ ｓ ｅ ｄ Ｓ ｅ ｌ ｆ ｕ ｂ ｒ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｎ Ｃ ｏ ｍ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ Ｔ ｂ ｌ － － ｇ ｇ ｐ Ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ Ｍ ａ ｉ ｎ ｔ ｅ ｎ ａ ｎ ｃ ｅ ｆ ｒ ｅ ｅ Ｓ ｌ ｉ ｄ ｉ ｎ Ｐ ｌ ａ ｔ ｅ ｓ － ｇ
（ ） 文章编号 ： ２ ０ ０ ６ ７ ３ ８ １ ２ ２ ０ １ ６ ０ ３ ４ ８ ６ ６ １ － － －
工业免维护滑板铁基自润滑材料在不同速度下的摩擦学行为
陶金仓１， 朱文武２＊ ， 黑中垒１ 李炎粉１，
） （ 长安大学汽车学院 ， 陕西 西安 ７ 黄河交通学院汽车工程学院 ， 河南 郑州 ４ ５ ４ ９ ５ ０； ２． １ ０ ０ ６ ４ １．
基非晶和纳 米 晶 涂 层， 并对涂层的热力学及电化学
１ １］ 用热压烧结法制 性能 等 进 行 了 分 析 研 究 。 李 杰 等 ［
（ ） Ｒ ａ Ｆ ｅ ｉ ｏ ｅ ｍ ａ ｉ ｎ －Ｎ －Ｍ －Ｃ （ ） Ｒ ５Ｍ Ｆ ｅ ｉ ｏ ｅ ｍ ａ ｉ ｎ －Ｎ － －Ｃ ｂ （ ） Ｒ ５Ｍ ２ ｉ ｏ Ｃ ｃ ｅ ｍ ａ ｉ ｎ Ｆ ｅ －Ｎ － － （ ） Ｒ ５Ｍ ３ Ｆ ｅ ｉ ｏ Ｃ ｄ ｅ ｍ ａ ｉ ｎ －Ｎ － －
３ ／ · ／ ／ ， Ｎ ｍ ａ ｍ ｉ ｎ ｉ ｍ ｕ ｍ ｒ ｅ ａ ｃ ｈ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｏ ｆ １ ０－８ｃ ｍ ｔ ｓ ｅ ｅ ｄ ｏ ｆ ０ ． １ ｍ ｓ ｔ ｏ ０ ． ５ ｍ ｓ ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ｗ ｅ ｓ ｔ ｆ ｒ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｐ
３］ ２ － 。粉末冶金法制成的铁基润滑材料 机 械 等 领 域［
因其来源广、 价格低廉等特点得到了越来越广泛的
： ， 作者简介 ： 女， 讲师 ， 李炎粉 （ 主要从事自润滑材料摩擦学及应用研究 。Ｅ－ｍ ９ ８ １ ａ ｉ ｌ ｄ ０ １ １ ９＠１ ６ ３． ｃ ｏ ｍ。 １ －） ｇ ｊ ， 通讯作者 ： 男， 硕士 ， 朱文武 （ 主要从事汽车零部件的应用研究 。 ９ ８ ７ １ －）
１］ ， 铁基粉末冶金零件具有良 潜力的工 程 材 料 之 一［
１ 引 言
铁基粉末冶金材料是发 展 迅 速 和 具 有 巨 大 应 用
； 收稿日期 ： 修订日期 ： ０ ０ ０ １ ０ １ ５ ２ ９ ０ １ ５ ５ ５ ２ ２ － － － －
好的力学强度、 耐磨性能， 被广泛应用于汽车、 航天、
第３ ４卷 第３期 Ｖ ｏ ｌ ． ３ ４ Ｎ ｏ ． ３
材 料 科 学 与 工 程 学 报 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｍ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆Ｅ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｇ
总第１ ６ １期 Ｊ ｕ ｎ． ２ ０ １ ６
１ １ ２＊ １ ， ， Ｌ ｆ ｃ ｌ Ｔ Ｚ Ｈ Ｉ Ｙ ａ ｎ ｅ ｎ Ａ Ｏ Ｊ ｉ ｎ ａ ｎ Ｈ Ｕ Ｗ ｅ ｎ ｕ Ｅ Ｉ Ｚ ｈ ｏ ｎ ｅ ｉ － － －ｗ － ｇ， ｇ
， ， ； （ Ｈ ｕ ａ ｎ ｈ ｅ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍ ｏ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｅ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ Ｚ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ４ ５ ４ ９ ５ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ １． ｇ ｇ ｙ ｇ ｇ ｇ ’ ， ， ’ ） ２． Ｃ ｈ ａ ｎ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍ ｏ ｂ ｉ ｌ ｅ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ Ｘ ｉ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ６ ４， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｇ ｙ