219 / 2021-06-04 20:29:51

原位生成MoB增强Cu-Sn合金复合材料的制备与摩擦学性能研究

本研究以铜锡合金为对象，为增强铜锡合金的性能，加入MoAlB陶瓷强化相，通过SPS烧结的方法制备复合材料。根据XRD以及EDS结果显示，铜锡合金加入MoAlB陶瓷相经过SPS烧结后原位生成了MoB相，部分Al元素通过扩散进入铜基体中。对材料进行力学性能实验后发现，材料的硬度随着MoAlB含量的增加逐渐增加，加入30%MoAlB的复合材料硬度约提升了5倍，但整体强度而言，加入10%MoAlB的复合材料性能最佳，此外，断口的微观形貌结果表明，随着MoAlB的含量增加，材料发生了由韧性到脆性的转变。材料的摩擦磨损结果表明，MoAlB颗粒的加入使复合材料的摩擦磨损性能得到提升，材料的摩擦系数明显降低，Cu-Sn合金的摩擦系数约为0.77，随着MoAlB含量的增加，材料的摩擦系数逐渐降低，MoAlB含量达到30ωt%时，材料摩擦系数最低，约为0.37。EDS结果显示材料表面形成连续的氧化膜，能够降低材料摩擦系数，并且，由于MoAlB颗粒的钉扎效应，阻碍摩擦过程中材料的塑性变形，使材料不易脱落，从而使材料的磨损率降低；随着加入MoAlB含量的增加，强化效果逐渐增强。

关键词：铜锡合金复合材料、MoAlB、原位生成、力学性能、摩擦磨损