擠壓-剪切變形鎂合金的摩擦磨損行為及機(jī)理研究.pdf

1、鎂合金擠壓-剪切工藝（Extrusion-Shear，簡(jiǎn)稱 ES）是課題組開(kāi)發(fā)的一種結(jié)合了正擠壓和等徑角擠壓的新型塑性變形技術(shù)。研究表明該工藝能夠有效細(xì)化鎂合金晶粒，提高鎂合金力學(xué)性能，但對(duì)鎂合金摩擦磨損性能的影響尚未研究。本文在研究ES變形鎂合金微觀組織和力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，通過(guò)往復(fù)摩擦試驗(yàn)，結(jié)合數(shù)值模擬對(duì)ES變形鎂合金的摩擦磨損性能進(jìn)行了深入研究。
　　對(duì)不同塑性變形方式（擠壓-剪切、正擠壓）、不同ES變形溫度和模具轉(zhuǎn)角及不同坯

2、料原始狀態(tài)下制備的變形鎂合金進(jìn)行了XRD、金相組織觀察和顯微硬度測(cè)試實(shí)驗(yàn)及分析。結(jié)果表明：與正擠壓相比，擠壓-剪切變形中模具轉(zhuǎn)角的兩次剪切作用使AZ系鎂合金微觀組織更細(xì)化均勻；變形溫度為370℃時(shí)，ES變形AZ31鎂合金晶粒細(xì)小，變形溫度為400℃和420℃時(shí)，晶粒有所長(zhǎng)大，組織不均勻；模具轉(zhuǎn)角為120°時(shí)ES擠壓制備的AZ61鎂合金微觀組織比模具轉(zhuǎn)角為135°時(shí)細(xì)小均勻。不同塑性變形參數(shù)下AZ系鎂合金的顯微硬度差異大不，但顯微硬度值較

3、高，達(dá)到了60HV左右。
　　對(duì)比研究了不同塑性變形方式（擠壓-剪切、正擠壓）和變形溫度下制備的AZ31鎂合金，不同模具轉(zhuǎn)角及不同原始坯料狀態(tài)下制備的ES變形AZ61鎂合金的往復(fù)滑動(dòng)摩擦磨損行為，根據(jù)摩擦系數(shù)和磨損率變化探索了擠壓-剪切工藝參數(shù)對(duì) AZ系鎂合金摩擦磨損性能的影響，結(jié)合磨損表面和磨屑的SEM和EDS實(shí)驗(yàn)，分析了不同摩擦工況下的磨損機(jī)制。結(jié)果表明：ES變形比正擠壓制備的鎂合金耐磨性較好；ES變形溫度為370℃，模具轉(zhuǎn)角

4、120°下制備的AZ系鎂合金磨損性較好；坯料均勻化與未均勻化制備的ES變形鎂合金耐磨性接近。磨損機(jī)制隨法向載荷和往復(fù)頻率的增加由輕微磨損的粘著磨損、磨粒磨損和氧化磨損轉(zhuǎn)變?yōu)閲?yán)重磨損的剝層磨損、塑性變形和熔融磨損。
　　采用DEFORM-3D有限元軟件對(duì)擠壓-剪切和正擠壓AZ31鎂合金和不同往復(fù)頻率下ES變形AZ31鎂合金的摩擦磨損過(guò)程，及加載初期材料受力情況進(jìn)行了數(shù)值模擬。應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的分布和變化表明：相同摩擦條件下ES變形鎂合金和