SiCp-A356復(fù)合材料高溫摩擦磨損性能研究.pdf

1、本論文采用由韓國(guó)國(guó)家材料研究院(KIMS)國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室制備的用于高速列車制動(dòng)盤的SiCp/A356復(fù)合材料,增強(qiáng)相SiC顆粒的平均尺寸為20μm,加入量為20.vol％。采用UMT-2型高溫摩擦磨損試驗(yàn)機(jī),研究了不同熱處理工藝的SiCp/A356復(fù)合材料在高溫干摩擦條件下的摩擦磨損特性。通過(guò)探索溫度,載荷和轉(zhuǎn)速對(duì)復(fù)合材料的摩擦磨損(磨損率和摩擦系數(shù))性能的影響,并對(duì)復(fù)合材料的磨損表面、磨損斷面和磨屑進(jìn)行觀察,分析復(fù)合材料的高溫摩擦磨損

2、特性隨摩擦條件變化的規(guī)律,探討復(fù)合材料的高溫磨損機(jī)理。
　　根據(jù)上述研究,結(jié)果表明:
　　SiCp/A356復(fù)合材料由SiC顆粒、共晶硅粒子及基體金屬α-Al組成。低溫退火可以提高復(fù)合材料的導(dǎo)電率;而T6處理不但改變了復(fù)合材料中共晶硅的尺寸和形態(tài),而且一定程度上提高了復(fù)合材料的導(dǎo)電率、硬度和強(qiáng)度。
　　不同熱處理工藝的復(fù)合材料的磨損率隨著溫度的升高而增加,存在明顯的從輕微磨損向嚴(yán)重磨損轉(zhuǎn)變的臨界轉(zhuǎn)變值。摩擦系數(shù)則隨著溫

3、度的升高而出現(xiàn)不同程度的波動(dòng)。同時(shí)復(fù)合材料的磨損機(jī)理根據(jù)溫度變化可以分為三個(gè)階段:一是初期磨損階段,當(dāng)溫度較低時(shí),以氧化磨損和磨粒磨損為主;第二階段是隨著溫度的升高,磨損轉(zhuǎn)變?yōu)槟チＤp和疲勞磨損;第三階段是進(jìn)入高溫區(qū)后,磨損機(jī)制轉(zhuǎn)變?yōu)閲?yán)重磨損,主要以粘著磨損為主,同時(shí)伴隨著一定的氧化磨損和疲勞磨損。
　　外加載荷和轉(zhuǎn)速對(duì)復(fù)合材料的磨損率和摩擦系數(shù)也都存在非常明顯的影響。隨著熱處理工藝的不同,復(fù)合材料的磨損率及摩擦系數(shù)的大小存在一定

4、的差異。當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí),隨著載荷的增加,復(fù)合材料的磨損以氧化磨損和疲勞磨損為主,屬于輕微磨損階段;當(dāng)載荷的進(jìn)一步增加時(shí),進(jìn)入嚴(yán)重磨損階段,以粘著磨損為主,并伴隨著一定的氧化磨損。載荷一定時(shí),在低轉(zhuǎn)速的情況下,復(fù)合材料的磨損處于輕微磨損階段,鑄態(tài)材料以氧化磨損和疲勞磨損為主;退火態(tài)和T6態(tài)材料以氧化磨損為主,并伴隨著一段時(shí)間的剝離磨損。進(jìn)入高轉(zhuǎn)速區(qū)后,復(fù)合材料的磨損開(kāi)始進(jìn)入嚴(yán)重磨損階段,鑄態(tài)材料此時(shí)以粘著磨損為主,并伴隨著疲勞磨損;而退火態(tài)