多粒径TiB 2 颗粒增强铜基复合材料的制备与载流摩擦磨损性能

采用粉末冶金工艺分别制备了单一粒径TiB2颗粒和多粒径TiB2颗粒增强铜基复合材料，对比研究了非载流和载流条件下多粒径（2 μm+50 μm）TiB2/Cu复合材料的摩擦磨损行为。微观组织观察表明：不同粒径的TiB2颗粒在Cu基体中分布均匀。与单一粒径TiB2/Cu复合材料相比，多粒径TiB2/Cu复合材料具有更高的相对密度、硬度和导电率。摩擦磨损实验结果表明：多粒径TiB2/Cu复合材料抗摩擦磨损性能明显高于单一粒径TiB2/Cu复合材料，当2 μm与50 μmTiB2颗粒配比为1：2时，多粒径TiB2/Cu复合材料的抗摩擦磨损性能最佳。相对于2 μm单一粒径TiB2/Cu复合材料，电流为0 A时，（2 μm+50 μm）TiB2/Cu复合材料的摩擦系数和磨损率分别降低了17.3%和62.5%；电流为25 A时，（2 μm+50 μm）TiB2/Cu复合材料的摩擦系数和磨损率分别降低了6%和45.8%，同时载流效率和载流稳定性得到明显提高，磨损表面更加平整。磨损机制分析表明：多粒径TiB2颗粒合理配比有利于提高复合材料载流质量，同时摩擦过程中大粒径的TiB2颗粒起到支撑作用，小粒径的TiB2颗粒弥散强化Cu基体，二者的协同作用使TiB2/Cu复合材料具有更好的抗载流摩擦磨损性能。