Page 20 - 《摩擦学学报》2021年第3期

第 3 期 黄国威, 等: Cu663合金表面石墨-铜三维复合润滑层的构筑与摩擦学性能研究 309

0.60
320
Circle Circle
0.55 Rectangle 300 Rectangle
Cu663
Cu663
280
Friction coefficient 0.15 Wear rate/[10 −6 mm 3 /(Nm)] 260
0.50
0.10

0.05 40
20
0.00 0
0 40 50 60 70 80 0 40 50 60 70 80
Content of graphite/% Content of graphite/%
(a) Mean friction coefficients (b) Wear rates
0.7 0.7
Circle Rectangle
0.6 0.6
Friction coefficient 0.4 Cu663 Cu-60G Friction coefficient 0.4 Cu663 Cu-60G
0.5
0.5

0.3
0.3
Cu-70G
Cu-40G
Cu-70G
Cu-40G
Cu-80G
Cu-50G
Cu-80G
Cu-50G
0.2
0.1 0.2
0.1
0.0 0.0
0 1 000 2 000 3 000 4 000 0 1 000 2 000 3 000 4 000
Time/s Time/s
(c) Friction coefficient curves of surfaces (d) Friction coefficient curves of surfaces
with circular textures with rectangular textures

Fig. 5 Tribological properties of Cu-G
图 5 石墨-铜表面自润滑层的摩擦学性能
S
S

Graphite Cu663 Wear scar

Fig. 6 Schematic diagram of wear scar position on the surface graphite-copper composite lubricating layer
图 6 石墨-铜表面自润滑层磨痕位置示意图

副之间的磨损，这也进一步解释了摩擦系数波动大、 图[图7(b’，c’)]显示磨损表面石墨摩擦发生滑移在铜
磨损率高的原因. 从典型的石墨-铜三维复合润滑层表 合金区域上形成局部薄且均匀的润滑膜，该润滑膜能

面磨损形貌SEM照片[图7(b，c)])可以看出，石墨-铜三 够显著降低材料表面的摩擦系数和磨损率.
维复合润滑层表现出优异的抗磨损性能，样品表面经 为进一步研究石墨润滑膜对材料表面的防护作
过长时间摩擦后磨损表面平整，表面图案形貌保持完 用，对铜合金表面和石墨-铜润滑层的磨损表面微区
整，未发现明显的磨粒磨损和犁沟产生. EDS元素谱 特征进行分析，结果如图8所示. 从图8(a)可以看出，铜