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随着中国高铁技术的飞速发展,列车速度的大幅提升对制动材料提出了更高的要求,铜基复合材料由于本身具有良好的摩擦磨损性能以及良好的导热性在制动材料方面具有良好的应用前景。本文主要研究如何控制球磨工艺参数以及烧结工艺参数,通过放电等离子法烧结最终在铜基体中原位生成Cr3C2摩擦组元提高耐磨性。同时,通过用BN润滑组元替代的石墨组元提高材料中润滑组元的耐氧化性,以防止由于润滑组元氧化而造成对对偶材料的过度损耗。本文采用Cu粉,C粉,Cr粉为原材料在行星式球磨机上进行球磨,在球磨过程中,原位生成增强相Cr3C2作为增磨组元,用扫描电子显微镜(SEM).X射线衍射(XRD)和能谱(EDS)分析了球磨时间等对粉末性能的影响；再加入减磨组元六方BN进行放电等离子烧结,对不同工艺条件下制备所得的Cu/Cr3C2/BN复合材料,采用金相光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱(EDS)等,对复合材料物相组成及微观结构进行分析。测试了复合材料的物理及力学性能,包括摩擦系数、磨损量、致密度、显微硬度、抗压强度、电导率、热导率等。研究了烧结工艺参数、增强相含量等对Cu/Cr3C2/BN复合材料性能的影响规律。研究结果表明：(1)随着球磨时间的延长,晶粒不断细化,球磨30h后粉末出现团聚现象,当球磨30h时XRD出现Cr3C2衍射峰,C和Cr能够原位生成分布均匀的增强相Cr3C2,因此最佳球磨时间为30h；(2)在球磨后的Cu/Cr3C2复合粉末中加入BN粉末,烧结后的复合材料中,BN稳定存在,Cr3C2的衍射峰加强,烧结过程中进一步原位生成Cr3C2增强相；(3)采用放电等离子烧结法,在保温时间10分钟条件下,烧结温度为950℃,烧结压力为50MPa,Cr3C2和BN含量为10%时,复合材料的摩擦系数为0.38,致密度为94.2%、显微硬度为216.5HV、压缩强度为783MPa、导电率为75IACS、导热系数为264.6W/(m·K)(25℃时)和206.2W/(m.K)(300℃时)；(4)在一定范围内,烧结温度和烧结压力的升高能够提高材料的致密度及电导率,抗压强度及显微硬度也随之上升；随着Cr3C2质量分数的升高,材料的摩擦系数、显微硬度整体呈上升趋势,致密度、磨损量及导电率整体呈下降趋势,抗压强度先上升后下降；随着BN含量的提高,材料的摩擦系数、导电率、抗压强度持续下降,磨损量持续上升；(5)综合实验结果,得出合理的制备工艺为：在保温时间10分钟条件下,烧结温度为950℃,烧结压力为50MPa,Cr3C2和BN含量为10%,复合材料的综合性能最佳。