金屬基固體自潤滑復合材料具有良好的導電、導熱和潤滑性能，廣泛應用于電接觸材料、軍事、航空、汽車等工程領(lǐng)域。隨著-些高端裝備技術(shù)的發(fā)展以及國防、核能、空間技術(shù)等對固體潤滑材料的要求不斷提高甲，常將鎳基自潤滑材料用于軸承保持架，其中Ni具有高的化學穩(wěn)定性，在500 ℃以下幾乎不氧化，常溫下不受濕氣、水和某些鹽類水溶液的影響，廣泛應用于耐高溫和耐腐蝕領(lǐng)域。石墨作為一種單質(zhì)型層狀固體潤滑劑，吸附水汽后使其層間結(jié)構(gòu)更易于滑動，相對運動過程中，石墨在剪切力的作用下被擠出基體形成轉(zhuǎn)移潤滑膜，降低材料的摩擦因數(shù)，從而減少材料的磨損量，因此在水介質(zhì)中顯現(xiàn)出優(yōu)異的摩擦磨損性能。
不同石墨類型對鎳基自潤滑材料摩擦磨損性能的影響研究較少，因此，以Ni-Cu合金為基體，通過添加相同石墨含量的鎳包石墨、膠體石墨、鱗片石墨和碳纖維，研究石墨類型對鎳基復合材料力學性能和摩擦學性能的影響。
1、復合材料制備及試驗方法
1.1 復合材料制備
先稱量電解鎳粉、還原銅粉，然后分別加入相同石墨含量的鎳包石墨、膠體石墨、鱗片石墨粉末和碳纖維，得到4種石墨類型的混合粉末。采用冷等靜壓成形，壓制壓力200 MPa，保壓180 s；成形坯體采用1200℃真空燒結(jié)后再經(jīng)500 MPa壓力復壓；最后采用800℃真空退火獲得最終的鎳基復合材料。
1.2 性能測試方法
通過排水法對復合材料密度進行測量；采用HBV30A布氏硬度計和DNS300型電子萬能試驗機分別檢測復合材料的硬度和抗彎強度；使用ZBC7000擺錘式?jīng)_擊試驗機對沖擊韌性進行試驗；利用CFT-I型材料表面性能綜合測試儀對試樣進行摩擦磨損試驗,試驗載荷為20 N；通過LSM700型激光共聚焦掃描顯微鏡和EVO-18/IncaX-Max型掃描電子顯微鏡觀察試樣的金相組織和摩擦磨損試驗磨痕。
2、結(jié)果及分析
2.1 不同類型的石墨形貌
采用濕法氫還原工藝制備的鎳包石墨)，在石墨顆粒外部包裹一層鎳形成具有核-殼結(jié)構(gòu)的復合顆粒材料；鱗片石墨則呈鮮明的片狀結(jié)構(gòu)且片層很薄，小于1μm，具有明顯的定向排列，層與層之間合力較弱，片層之間極易剝離；由于膠體石墨由2μm以下的顆粒形成，比其他3種石墨顆粒細小，且石墨顆粒均勻分布在有機溶劑中；碳纖維呈現(xiàn)棒狀形貌，其長徑比約為1:10~ 1:20。
2.2 鎳基復合材料的顯微組織形貌
膠體石墨分布最均勻，鱗片石墨和鎳包石墨次之，碳纖維的混合均勻程度最差。碳纖維由有機纖維經(jīng)碳化及石墨化處理得到，團聚較嚴重，采用三維混合方法難以均勻，因此制得的復合材料中碳纖維分布不均勻。
