CuGraphitVerbundstoffe

CuGraphitVerbundstoffe sind kupferbasierte Metallmatrix-Verbundwerkstoffe, in denen Graphitpartikel gleichmäßig in einer Kupfermatrix verteilt sind. Durch den Graphiteinschluss wirken sie als selbstschmierende Werkstoffe: Graphit reduziert den Reibungskoeffizienten und den Verschleiß bei Gleitkontakten, während die Kupfermatrix Wärme- und elektrische Leitfähigkeit bereitstellt.

Herstellung: Typisch erfolgt die Herstellung im Pulvermetallurgischen Verfahren. Kupfer- und Graphitpulver werden gemischt, verdichtet und bei hohen Temperaturen in Schutzatmosphäre gesintert. Alternativ kommen Infiltration oder Schmiedeprozesse zum Einsatz, um eine bessere Bindung und eine gleichmäßigere Verteilung der Graphitpartikel zu erreichen.

Eigenschaften: Graphit dient als Festschmiermittel, wodurch der Reibungskoeffizient in Grenzschmierung reduziert wird. Die Wärmeleitung bleibt dank des kupfernen Matrixmaterials hoch, und die elektrische Leitfähigkeit wird größtenteils erhalten, solange der Graphitanteil moderat ist. Höhere Graphitmengen können Festigkeit und Verarbeitbarkeit beeinträchtigen.

Anwendungen: CuGraphitVerbundstoffe finden Einsatz in Lager- und Gleitflächen wie Lagerbuchsen, Gleitlagern und Teilen in elektrischen Kontakten, insbesondere dort, wo Schmierung schwierig ist. Sie kombinieren geringe Wartung mit guter Wärmeableitung.

Vor- und Nachteile: Zu den Vorteilen zählen geringe Reibung, gute Verschleißbeständigkeit und Selbstschmierung. Nachteile können verringerte Festigkeit bei hohem Graphitanteil, reduzierte elektrische Leitfähigkeit bei hohen Graphitmengen sowie Herausforderungen bei der gleichmäßigen Verteilung und Herstellungskosten sein.