粉末熱擠壓制備硼酸鎂晶須增強(qiáng)6061鋁基復(fù)合材料的摩擦磨損性能.pdf

1、本文通過粉末熱擠壓法制備了硼酸鎂晶須增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，研究了其晶須含量、熱處理工藝、增強(qiáng)體混雜效應(yīng)以及不同的摩擦配副對(duì)復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響，并討論了各種條件下復(fù)合材料的磨損機(jī)理。
　　通過粉末熱擠壓法制備出晶須分布均勻、致密度高的鋁基復(fù)合材料。研究了制備過程中的各種工藝參數(shù)，發(fā)現(xiàn)球磨處理對(duì)復(fù)合材料的性能至關(guān)重要。高能球磨可以提高增強(qiáng)體與基體的界面結(jié)合并改善顆粒分布均勻性，能夠顯著提高材料的力學(xué)性能，與低速球磨相比，高能球磨制

2、備的鋁基復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度提高了1倍。另外，擠壓比、擠壓溫度和擠壓速度均對(duì)復(fù)合材料的性能有重要影響。
　　研究了6061鋁合金和硼酸鎂晶須體積分?jǐn)?shù)分別為2％、5%、10%的鋁基復(fù)合材料的摩擦磨損性能。結(jié)果表明，當(dāng)速度和載荷一定，硼酸鎂晶須體積分?jǐn)?shù)為2%時(shí)復(fù)合材料的耐磨性最好。隨著載荷的增大，復(fù)合材料的磨損率增加，并且，高體積分?jǐn)?shù)復(fù)合材料的磨損率呈現(xiàn)出更大的增加趨勢(shì)。在較低負(fù)載下，6061鋁合金的磨損機(jī)制以磨料磨損為主，復(fù)合材料的磨

3、損機(jī)制以輕微的粘著磨損為主；在較高負(fù)載下，2vol.%Mg2B2O5w/6061復(fù)合材料以磨料磨損為主，而6061鋁合金及10vol.%Mg2B2O5w/6061復(fù)合材料均以疲勞磨損為主，其磨損形式主要表現(xiàn)為疲勞開裂和層離脫落。
　　對(duì)復(fù)合材料分別進(jìn)行 T6和低溫退火處理，研究了三種狀態(tài)（擠壓態(tài)、T6態(tài)和低溫退火態(tài)）下復(fù)合材料的摩擦磨損性能。實(shí)驗(yàn)表明，T6處理能顯著提高材料的耐磨性，而低溫退火處理則降低了材料的耐磨性。T6態(tài)復(fù)合材

4、料的磨損機(jī)制以磨料磨損為主；低溫退火態(tài)復(fù)合材料的磨損機(jī)制以粘著磨損和疲勞磨損共同作用。
　　研究了6種單一增強(qiáng)體（2%Mg2B2O5w、2%Gr、2%SiCp）及混雜增強(qiáng)體（2%Mg2B2O5w+2%Gr、2%Mg2B2O5w+2%SiCp、2% Mg2B2O5w+2%Gr+2vol.%SiCp）增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的摩擦行為。結(jié)果表明，隨著載荷的增大，各種復(fù)合材料的磨損率均增大，石墨的添加提高了鋁基復(fù)合材料的磨損率；6種復(fù)合材料的摩

5、擦系數(shù)隨載荷的增大而降低。未加入石墨的復(fù)合材料的磨損機(jī)制以磨料磨損和輕微的粘著磨損為主，加入石墨后復(fù)合材料的磨損機(jī)制轉(zhuǎn)變?yōu)閯×业恼持p和疲勞磨損。
　　研究了不同摩擦配副和不同滑動(dòng)速度對(duì)復(fù)合材料摩擦系數(shù)和磨損率的影響。結(jié)果表明，在滑動(dòng)速度相同的條件下，以Cr12為摩擦配副時(shí)復(fù)合材料的磨損率和摩擦系數(shù)均低于以GCr15為摩擦配副時(shí)的磨損率與摩擦系數(shù)。復(fù)合材料與兩種摩擦配副對(duì)磨時(shí)的摩擦系數(shù)和磨損率均隨滑動(dòng)速度的增大而降低。復(fù)合材料分