Si-Al、B4C-6061Al復(fù)合材料的摩擦磨損性能.pdf

1、顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料具有低的熱膨脹系數(shù)，優(yōu)異的耐磨性能和良好的加工性能等一系列優(yōu)點(diǎn)而受到研究者的廣泛關(guān)注。Si、B4C有著比SiC和Al2O3更低的密度，有望滿足鋁基復(fù)合材料輕量化的同時(shí)，提高其比強(qiáng)度、比模量和摩擦磨損性能。
　　本文以粉末冶金制備的鋁硅復(fù)合材料和攪拌鑄造制備的B4C/6061Al復(fù)合材料為研究對象，采用SEM、EDS、TEM和布氏硬度等檢測手段對兩種復(fù)合材料的組織和性能進(jìn)行了研究，并利用UMT-3摩擦試驗(yàn)機(jī)及微米

2、劃痕實(shí)驗(yàn)機(jī)研究了Si含量和熱壓溫度對鋁硅復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響，以及滑動(dòng)時(shí)間、載荷、滑動(dòng)速度和熱處理制度對B4C/6061Al復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響，得出以下結(jié)論:
　　1)鋁硅復(fù)合材料的組織中存在富鋁區(qū)、富硅區(qū)和鋁硅混合區(qū)三種區(qū)域;復(fù)合材料的致密度隨著硅含量的增加逐漸降低;Al-40Si具有最高的布氏硬度，最好的耐磨性和減摩性，其磨損機(jī)制主要為磨粒磨損和氧化磨損。
　　2)隨著熱壓溫度的升高，鋁硅復(fù)合材料的致密度和

3、布氏硬度也逐漸升高;磨損量和摩擦系數(shù)逐漸降低，即550℃熱壓溫度下，復(fù)合材料具有最好的耐磨性和減摩性。
　　3)隨滑動(dòng)時(shí)間的增加，B4C/6061Al復(fù)合材料的磨損過程經(jīng)歷了磨合磨損、穩(wěn)定磨損和急劇磨損階段，磨損量和摩擦系數(shù)都逐漸增加;120min后，材料發(fā)生急劇磨損，此時(shí)磨損機(jī)制為嚴(yán)重的剝層磨損和粘著磨損;隨著載荷的增加，復(fù)合材料的磨損量逐漸增加，發(fā)生劇烈磨損的臨界載荷是30N，30N載荷下的摩擦系數(shù)及其波動(dòng)性最高，此時(shí)的磨損機(jī)

4、制為嚴(yán)重的剝層磨損和磨粒磨損;復(fù)合材料的磨損量和摩擦系數(shù)及其波動(dòng)性都隨滑動(dòng)速度的增加先降低后升高，滑動(dòng)速度為240r/min時(shí)產(chǎn)生了微動(dòng)磨損，這是由摩擦初期嚴(yán)重的粘著磨損導(dǎo)致的，穩(wěn)定后的磨損機(jī)制主要為磨粒磨損和氧化磨損。
　　4)時(shí)效15h后，B4C/6061Al復(fù)合材料的布氏硬度達(dá)到峰時(shí)效狀態(tài);峰時(shí)效的組織中觀察到了大量的針狀析出相（β"相）;峰時(shí)效狀態(tài)復(fù)合材料的劃痕深度最淺、摩擦系數(shù)也最低，且劃痕深度和摩擦系數(shù)最為穩(wěn)定;隨著載