鑄態(tài)和時(shí)效態(tài)Cu-15Ni-8Sn合金的摩擦磨損性能

劉宇軒，吳 偉，陳 強(qiáng)，羅宗強(qiáng)，張衛(wèi)文

（華南理工大學(xué)機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院，廣州510640）

0 引 言

銅基合金滑動(dòng)軸承具有較高的強(qiáng)度、良好的耐磨性和耐蝕性，廣泛應(yīng)用于航空、航天、采礦、海洋開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域［1-2］。傳統(tǒng)的銅基合金軸承所用材料主要有無(wú)鉛錫青銅、含鉛錫青銅、復(fù)雜黃銅、鋁青銅和鈹青銅［3-4］。隨著各種機(jī)械設(shè)備朝著大型化、高載荷等方向發(fā)展，對(duì)軸承合金的強(qiáng)度和耐磨性能提出了更高的要求，以滿足設(shè)備更高的承載能力以及更長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行。

Cu-15Ni-8Sn合金于20世紀(jì)80年代由貝爾實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)出來(lái)，是一種調(diào)幅分解強(qiáng)化型合金，經(jīng)調(diào)幅分解以及后續(xù)的變形加工，其抗拉強(qiáng)度可達(dá)1 400MPa，性能可與鈹青銅相媲美［5］。Cu-15Ni-8Sn合金最初是作為一種變形銅合金開(kāi)發(fā)的，旨在代替鈹青銅用作制造繼電器、接觸開(kāi)關(guān)、引線框等元件的電工材料。目前，關(guān)于Cu-15Ni-8Sn合金的大量研究主要集中在強(qiáng)化機(jī)理、制備工藝、強(qiáng)韌化和導(dǎo)電性等方面［6-7］。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，Cu-15Ni-8Sn合金在重載軸承領(lǐng)域表現(xiàn)出了優(yōu)良的性能，國(guó)外已經(jīng)開(kāi)始采用該合金制造各種重載機(jī)械的軸承類零件［8］。但是，針對(duì)該合金摩擦磨損性能的研究多數(shù)是基于變形Cu-15Ni-8Sn合金進(jìn)行的，而針對(duì)鑄造Cu-15Ni-8Sn合金摩擦磨損性能的研究并不多，特別是針對(duì)不同狀態(tài)（鑄態(tài)與時(shí)效態(tài)）Cu-15Ni-8Sn合金摩擦磨損性能的對(duì)比研究還很少見(jiàn)。因此，作者針對(duì)鑄態(tài)和不同時(shí)效態(tài)Cu-15Ni-8Sn合金開(kāi)展了摩擦磨損性能對(duì)比研究，期望為推動(dòng)該合金的應(yīng)用提供參考。

1 試樣制備與試驗(yàn)方法

試驗(yàn)原料為電解銅、電解鎳和工業(yè)純錫，按銅、鎳、錫的質(zhì)量比為77…15…8配料，并加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%的鈦?zhàn)鲎冑|(zhì)劑。……