擠壓-剪切變形鎂合金的摩擦磨損行為及機理研究.pdf

1、鎂合金擠壓-剪切工藝（Extrusion-Shear，簡稱 ES）是課題組開發(fā)的一種結合了正擠壓和等徑角擠壓的新型塑性變形技術。研究表明該工藝能夠有效細化鎂合金晶粒，提高鎂合金力學性能，但對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性能的基礎上，通過往復摩擦試驗，結合數值模擬對ES變形鎂合金的摩擦磨損性能進行了深入研究。
　　對不同塑性變形方式（擠壓-剪切、正擠壓）、不同ES變形溫度和模具轉角及不同坯

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

3、高，達到了60HV左右。
　　對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鎂合金的往復滑動摩擦磨損行為，根據摩擦系數和磨損率變化探索了擠壓-剪切工藝參數對 AZ系鎂合金摩擦磨損性能的影響，結合磨損表面和磨屑的SEM和EDS實驗，分析了不同摩擦工況下的磨損機制。結果表明：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。磨損機制隨法向載荷和往復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變?yōu)閲乐啬p的剝層磨損、塑性變形和熔融磨損。
　　采用DEFORM-3D有限元軟件對擠壓-剪切和正擠壓AZ31鎂合金和不同往復頻率下ES變形AZ31鎂合金的摩擦磨損過程，及加載初期材料受力情況進行了數值模擬。應力應變場的分布和變化表明：相同摩擦條件下ES變形鎂合金和