Page 30 - 摩擦学学报2025年第9期

第 45 卷 第 9 期 摩擦学学报（中英文） Vol 45 No 9
2025 年 9 月 Tribology Sept, 2025

DOI: 10.16078/j.tribology.2024110 CSTR: 32261.14.j.tribology.2024110
刘聪, 尹延国, 张国涛, 王好平, 何超, 程艺苑. 镀铜钢纤维和合金化增强FeS/Cu-Bi自润滑材料的性能研究[J]. 摩擦学学报（中英
文）, 2025, 45(9): 1284−1294. LIU Cong, YIN Yanguo, ZHANG Guotao, WANG Haoping, HE Chao, CHENG Yiyuan. Properties
of Copper-Plated Steel Fibers and Alloyed Reinforced FeS/Cu–Bi Self-Lubricating Materials[J]. Tribology, 2025, 45(9): 1284−1294.

镀铜钢纤维和合金化增强FeS/Cu-Bi

自润滑材料的性能研究

1*
刘 聪 , 尹延国 , 张国涛 , 王好平 , 何 超 , 程艺苑 1
1
1
3
2
(1. 南阳师范学院 智能制造与电气工程学院，河南 南阳 473061；
2. 合肥工业大学 摩擦学研究所，安徽 合肥 230009；
3. 安徽工业大学 机械工程学院，安徽 马鞍山 243002)
摘 要: 含固体润滑剂的自润滑材料在摩擦副设计中得到了极其重要的应用，但固体润滑相不可避免会降低材料力
学性能，使其摩擦学性能提升受限. 为达到提升铜基自润滑材料力学与摩擦学性能的功效，本文中采用镀铜钢纤维
和变速球磨合金化相结合策略，通过粉末冶金技术成功制备了FeS/Cu-Bi铜基自润滑材料. 采用扫描电镜(SEM)表
征了材料的微观结构，利用万能电子试验机、300 J摆锤式冲击试验机和M200环/块摩擦计分别测试了自润滑材料的
压溃强度、冲击韧性和减摩耐磨性能. 结果表明：随镀铜钢纤维长度增加，材料力学性能先增加后趋于稳定；镀铜钢
纤维长度为7 mm时材料力学性能达到稳定，与不含镀铜钢纤维的材料相比，其压溃强度和冲击韧性分别提升
32.6%和53%；镀铜钢纤维长度增加，材料的摩擦系数和磨损率均先减小后增大，含7 mm长度镀铜钢纤维的材料综
合力学和摩擦学性能较好，能实现较高强度与良好自润滑特性的统一，使材料的减摩和耐磨性能分别提高17.6%和
55%. 研究工作为固体自润滑材料的综合力学与摩擦学性能提升提供新思路.
关键词: 镀铜钢纤维; 变速球磨; 界面结合; 减摩耐磨; 铜基自润滑材料
中图分类号: TH117.2 文献标志码: A 文章编号: 1004-0595(2025)09–1284–11

Properties of Copper-Plated Steel Fibers and Alloyed Reinforced
FeS/Cu–Bi Self-Lubricating Materials

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1*
LIU Cong , YIN Yanguo , ZHANG Guotao , WANG Haoping , HE Chao , CHENG Yiyuan 1
(1. School of Intelligent Manufacturing and Electrical Engineering, Nanyang Normal University,
Henan Nanyang 473061, China;
2. Institute of Tribology, Hefei University of Technology, Anhui Hefei 230009, China;
3. School of Mechanical Engineering, Anhui University of Technology, Anhui Ma’anshan, 243002, China)
Abstract: Self-lubricating materials with solid lubricants are essential for the design of friction pairs. However, solid
lubricating phases inevitably reduce the mechanical properties of materials, limiting the improvement of their
tribological properties. Studies had shown that among lead -free Cu-based self-lubricating composites, FeS/Cu–Bi
materials had better antifriction and wear characteristics. Bi and FeS showed a good synergistic lubrication effect in

Received 30 May 2024, revised 26 July 2024, accepted 2 August 2024, available online 26 September 2024.
*Corresponding author. E-mail: 1396575946@qq.com, Tel: +86-18325503521.
This project was supported by the National Natural Science Foundation of China (51575151) and Nanyang Normal University
Natural Science Doctoral Research Initiation Fund Project (231406).
国家自然科学基金项目(51575151)和南阳师范学院自然科学类博士科研启动基金项目(231406)资助.