自潤(rùn)滑高耐磨鋁硅合金材料及制備工藝研究.pdf

1、隨著中國(guó)加入WTO，汽車工業(yè)為適應(yīng)全球發(fā)展規(guī)劃，對(duì)于汽車零件的機(jī)械性能、表面質(zhì)量，成形精度和生產(chǎn)效率有了更高要求，而對(duì)生產(chǎn)成本又要限制更苛刻。雙向斜板是汽車空調(diào)壓縮機(jī)中驅(qū)動(dòng)活塞往返，實(shí)現(xiàn)致冷壓縮的一個(gè)關(guān)鍵零件。該零件不僅確保在高速旋轉(zhuǎn)下有足夠的強(qiáng)度，而且其斜面必須具備很好的耐磨性能和減磨性(低磨擦系數(shù))。 人們?cè)诰C合提高耐磨性及減磨性(減小摩擦系數(shù))方面的努力一直沒有中斷過。含Bi過共晶鋁硅合金就是人們尋找到的一類合金。該合金在

2、其組織中存在有初生硅晶體硬質(zhì)點(diǎn)，這種在鋁基體上分布著許多硅晶體硬質(zhì)點(diǎn)，具有很好的耐磨性；另一方面含鉍相在摩擦過程中能部分融出，降低材料表面的摩擦系數(shù)。因此這種材料具有很好的減磨性及使用壽命，成為制斜板類零件的較理想的選用材料。但是高含量的鉍和硅也給該合金的熔鑄工藝帶來了很大的難度，鉍和硅的形態(tài)與分布的控制成為了掌握該合金的關(guān)鍵技術(shù)。 本論文的目的就是在于開發(fā)研制一種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高耐磨性與優(yōu)異減磨性兼顧的自潤(rùn)滑高耐磨過共晶鋁

3、硅合金新型合金，并攻克熔煉該合金的關(guān)鍵技術(shù)，解決鉍和硅的形態(tài)與分布的控制。本文對(duì)自潤(rùn)滑高耐磨過共晶鋁硅合金材料及制備工藝的進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。研究了試驗(yàn)制備自潤(rùn)滑高耐磨過共晶鋁硅合金的最佳成分配比及其熔煉工藝，并對(duì)于該合金的綜合性能尤其是摩擦性能進(jìn)行對(duì)比的分析，取得了規(guī)律性認(rèn)識(shí)。 通過研究本論文得到以下結(jié)論： 1.快的冷卻速度和P+Sr+RE復(fù)合變質(zhì)是控制Si相的關(guān)鍵。2.高的冷卻速度是控制Bi相的關(guān)鍵。鑄件凝固過程中，冷

4、卻速度越大，固相所形成的樹枝網(wǎng)絡(luò)越密集。富鉍液體越容易被密集的固相組織所分割和支撐，從而基本消除了在凝固過程中Bi的比重偏析。 3.在摩擦過程中Bi能形成有效的潤(rùn)滑膜，縮短了材料的跑合期，降低了合金在干摩擦過程中的摩擦系數(shù)，也改善了材料摩擦性能的穩(wěn)定性，同時(shí)使合金的磨損量及摩擦過程中所產(chǎn)生的摩擦熱大大降低。 4.自潤(rùn)滑高耐磨過共晶鋁硅合金的最佳成分為加2％～3％Bi，16％～18％Si，3～5％Cu，Max0.5％Mn，

5、Max0.04％Mg，0.6％～0.8％Zn，Max0.5％雜質(zhì)，其余為Al。 5.熔鑄工藝的最佳方案為采用P+RE+Sr復(fù)合變質(zhì)，在760℃時(shí)澆注在銅水冷鑄型中凝固。 6.試驗(yàn)合金的力學(xué)性能(抗拉強(qiáng)度σb為275MPa，硬度HB為128)與A390相當(dāng)，高于FA2合金。試驗(yàn)合金的自潤(rùn)滑性和耐磨性(摩擦系數(shù)為0.3866，磨損量為0.0225g)與FA2相當(dāng)，且高于A390的摩擦性能。 7.試驗(yàn)合金綜合了FA2出