石墨烯和氧化石墨烯水基润滑添加剂在镁合金冷轧中的摩擦学行为

谢红梅¹，蒋斌^2,3，戴甲洪¹，唐昌平⁴，李权⁵，潘复生^2,3

1. 长江师范学院材料科学与工程学院2. 重庆大学材料科学与工程学院3. 重庆大学国家镁合金工程技术研究中心4. 湖南科技大学材料科学与工程学院5. 重庆科学技术研究院

摘 要：选用石墨烯和氧化石墨烯作为水基润滑添加剂,对比研究两种纳米材料对AZ31镁合金在冷轧过程中的摩擦学性能的影响。采用场发射扫描电镜(FESEM)和拉曼光谱仪(Raman)对石墨烯和氧化石墨烯水基润滑液润滑条件下轧后板材表面形貌和成分进行了分析,探讨了石墨烯和氧化石墨烯作为水基润滑添加剂的润滑机理。结果表明,石墨烯和氧化石墨烯在水中最优含量为0.5%(质量分数),摩擦因数分别为0.132和0.038,磨损体积分别为23.1 mm~3和2.59 mm~3。同时氧化石墨烯水基润滑液优良的润滑性能降低了镁合金轧制过程中的轧制力,改善了轧后板材表面质量。相同测试条件下,氧化石墨烯水基润滑液的润滑性能优于石墨烯水基润滑液,主要原因是其在水中良好的分散性和在镁合金表面优异的润湿性。

关键词：石墨烯;氧化石墨烯;水基添加剂;镁合金;冷轧;摩擦学性能;