資源描述：
《增強(qiáng)復(fù)合材料的滑動摩擦磨損性能研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、第24卷第4期摩擦學(xué)學(xué)報Vol24,No42004年7月TRIBOLOGYJuly,2004AZ91鎂合金及其Al2O3纖維-石墨顆粒混雜增強(qiáng)復(fù)合材料的滑動摩擦磨損性能研究1122杜軍,李文芳,劉耀輝,苗耀新(1.華南理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,廣東廣州510641;2.吉林大學(xué)汽車材料教育部重點(diǎn)實驗室,吉林長春130025)摘要:利用擠壓鑄造法制備了單一Al2O3短纖維增強(qiáng)及Al2O3短纖維2石墨(Gr)顆?；祀s增強(qiáng)AZ91鎂合金復(fù)合材料,考察了鎂合金及其復(fù)合材料的滑動摩擦磨損性能.結(jié)果表明,復(fù)合材料的耐磨
2、性能優(yōu)于基體合金,其中單一Al2O3短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的耐磨性能更優(yōu),而混雜Gr顆粒的復(fù)合材料在磨損表面不能形成自潤滑薄膜,故不能改善鎂基復(fù)合材料在滑動干摩擦條件下的摩擦磨損性能.基體合金和單一Al2O3短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的主要磨損機(jī)制為犁削磨損,而Al2O32Gr顆粒混雜增強(qiáng)復(fù)合材料的主要磨損機(jī)制為犁削和剝層破壞.關(guān)鍵詞:鎂合金;纖維;石墨顆粒;混雜增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料;摩擦磨損性能中圖分類號:TB332;TH117.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:100420595(2004)0420341205鎂合金以其
3、低密度、磁屏蔽及易回收等優(yōu)點(diǎn)而成(質(zhì)量分?jǐn)?shù)計):8.1%～9.3%Al、0.4%～1.0%Zn、為當(dāng)前材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn).但鎂合金的強(qiáng)度較低,Mg余量.選用洛陽耐火材料研究院生產(chǎn)的Al2O3含耐磨性能不佳,這使其應(yīng)用受到一定的限制.為此有量為80%的Al2O3短纖維(直徑為8～12Lm)及吉林必要對鎂合金進(jìn)行增強(qiáng)處理以提高其強(qiáng)度和耐磨性炭素廠生產(chǎn)的石墨顆粒(Grp,粒度為76～88Lm)作[1～4][2]能.Mikuchi等指出,引入少量Al2O3纖維即可為增強(qiáng)體.[3,4]顯著提高AZ91鎂合金的耐磨
4、性能.Susan等指將Al2O3短纖維利用攪拌法分散于水介質(zhì)中后出,SiC顆?？梢悦黠@改善鎂合金的耐磨性能.遺憾過濾,將其同適當(dāng)濃度的粘結(jié)劑溶液混合后繼續(xù)攪拌的是,上述研究報道僅限于單一硬質(zhì)增強(qiáng)體改性鎂合(對Al2O3短纖維2石墨顆粒混雜增強(qiáng)復(fù)合材料,此時金基復(fù)合材料;而目前針對硬質(zhì)耐磨增強(qiáng)體和自潤滑須加入Gr顆粒),待混合均勻后倒入模具并壓制成顆粒相混雜增強(qiáng)鎂合金復(fù)合材料的研究報道很少.我一定尺寸的長方體形預(yù)制體,將濕態(tài)預(yù)制體烘干后在們在前期研究中發(fā)現(xiàn),硬質(zhì)增強(qiáng)體和自潤滑相混雜增還原性介質(zhì)中焙燒,得到
5、具有一定強(qiáng)度的預(yù)制體.利[5,6]強(qiáng)可以大幅度改善鋁合金的摩擦磨損性能.可以用TDY332200t型液態(tài)模鍛液壓機(jī)擠壓鑄造得到復(fù)預(yù)期,這種混雜增強(qiáng)同樣可能顯著改善AZ91鎂合金合材料,擠壓鑄造工藝參數(shù)為:模具預(yù)熱溫度300℃、的摩擦磨損性能.基于此,我們針對單一Al2O3短纖預(yù)制體預(yù)熱溫度400℃、澆注溫度700℃、擠壓壓力維增強(qiáng)及Al2O3短纖維2石墨(Gr)顆粒混雜增強(qiáng)55MPa、保壓時間60s.為了便于進(jìn)行對比研究,分AZ91鎂合金復(fù)合材料開展了初步研究,著重考察了別制備12%Al2O3增強(qiáng)(體積
6、分?jǐn)?shù),下同,簡記為鎂合金及其復(fù)合材料在滑動干摩擦條件下的摩擦磨12%Al2O3f?AZ91)、8%Al2O3f24%Grp混雜增強(qiáng)(以損性能,并分析了基體合金及復(fù)合材料的磨損機(jī)制.下簡記為8%Al2O3f+4%Grp?AZ91)及8%Al2O3f210%Grp混雜增強(qiáng)(簡記為8%Al2O3f+10%Grp?1實驗部分AZ91)復(fù)合材料.1.1材料及方法1.2摩擦磨損試驗AZ91為工業(yè)生產(chǎn)中常用的鎂合金,其成分為采用MM2200型摩擦磨損試驗機(jī)考察復(fù)合材料基金項目:華南理工大學(xué)自然科學(xué)基金資助項目(305
7、2E5040440).收稿日期:2003211220;修回日期:2004201218?聯(lián)系人杜軍,e2mail:tandujun@sina.com.作者簡介:杜軍,男,1975年生,博士,講師,目前主要從事鑄造金屬基復(fù)合材料研究.342摩擦學(xué)學(xué)報第24卷在滑動干摩擦條件下同經(jīng)淬火及低溫回火處理的圖2示出了基體合金及復(fù)合材料磨損體積損失GCr15鋼環(huán)(<47mm×10mm,62HRC)配副時的摩擦磨損性能(環(huán)2塊接觸方式),復(fù)合材料試塊尺寸的為10mm×10mm×10mm.試驗條件為:滑動速度1.0m?s
8、,載荷25N、50N、75N、100N、125N.用精度為0.1mm的讀數(shù)顯微鏡測量試樣磨痕寬度,并折算成磨損體積損失.從試驗機(jī)標(biāo)尺直接讀出摩擦力矩,經(jīng)換算得到摩擦系數(shù).利用LEO1530VP型掃描電子顯微鏡(SEM)觀察復(fù)合材料及其磨損表面形貌,利用Oxford型能譜儀(EDXA)分析復(fù)合材料磨損表面元素組成.2結(jié)果與討論Fig2VariationofwearvolumelossesofAZ91alloyanditscompositesw
