石墨复合材料的摩擦磨损性能研究.pdf

第 18 卷　第 3 期 摩 擦 学 学 报 18, 　 3 V o l N o 1998 年 9 月 TR IBOL O GY Sep , 1998 ( ) 研究论文 254～ 258 碳 纤维 中 铜 石 墨复合材料 的 摩擦磨损性 能研 究 许少凡　王文芳　凤　仪　颜士钦　应美芳　王成福 (合肥工业大学材料科学与工程系　合肥230009) 摘要　对采用粉末冶金法制备的含不同质量分数的碳纤维中铜石墨复合材料, 在滑动速度为 15 , 载荷4. 9 的条件下, 分别进行了50 的不通电和通电干摩擦试验, 并用扫描电镜对其 m s N h 磨损表面进行了观察分析. 结果表明: 在无电流干摩擦条件下, 随碳纤维含量的增加, 复合材料 的摩擦系数和磨损量逐渐减小; 而在电流密度为20 2 时, 复合材料的摩擦系数比不通电时 A cm 小, 但磨损量比不通电时大3～ 7倍, 磨损机理也有差别. 关键词　碳纤维中铜石墨复合材料　通电干摩擦　摩擦磨损性能 分类号　TB 33. 3 [ 1 ] 铜石墨复合材料是一类被广泛应用的金属石墨电刷材料 . 在铜石墨电刷材料中又 ( ) 以含质量分数 全文同 小于75% 的中铜石墨电刷材料用量最大. 电机工业的发展对电刷材 料的要求越来越高, 如电机向小型化、高转速、高效率发展, 要求电刷材料允许的线速度大, [2 ] 工作电流密度大, 接触电压降低, 摩擦系数和磨损率小 . 而传统的中铜石墨电刷材料很难 满足其要求. 碳纤维不仅具有高的比强度、比模量, 而且具有 良好的减摩耐磨和一定的导电 导热性能, 并且密度和热膨胀系数小, 成本低. 因此在结构材料与热电及减摩耐磨功能材料 [3 ] 中得到了广泛应用 . 本文利用碳纤维的上述特性, 将其加入中铜石墨电刷材料中制成碳 纤维中铜石墨复合材料. 在模拟电机工作条件下, 考察复合材料的摩擦磨损性能, 探讨其 磨损机理. 1　试验材料与方法 1. 1　试验材料 所用碳纤维为国产H T 型碳纤维, 其抗拉强度为2 580 M P a , 弹性模量为226 GP a, 密度 为1. 7 3 , 单丝直径为7 , 每束由1 000根单丝组成. 将碳纤维经连续电镀铜处理后, 切 g cm m 割成0. 5～ 1. 0 mm 的短纤维, 与国产高纯铜粉、石墨粉及专用混料剂混合, 在200 M P a 国家自然科学基金和机械部资助项 收到初稿,到修改稿本文通讯联系人许少凡. 许少凡　男, 43岁, 讲师, 目前主要从事金属基复合材料研究, 发表论文10余篇, 获奖2项. 王文芳　女, 40岁, 工程师, 目前从事金属基复合材料研究. 凤　仪　男, 34 岁, 副教授, 目前主要从事金属基复合材料研究, 发表论文20余篇, 获奖多项. 颜士钦　男, 3 1岁, 助理研究员, 目前主要从事金属基复合材料研究, 发表论文10余篇, 获奖2项. 应美芳　女, 62岁, 研究员, 目前侧重于复合材料开发应用研究, 获奖多项. 王成福　男, 62岁,