润滑条件下Mg2B2O5/6061Al基复合材料摩擦磨损性能研究

采用自制的机械-超声混合搅拌设备制备出Mg2B2O5/6061Al铝基复合材料,复合材料的体积分数为2%。研究了载荷和滑动速度对基体以及复合材料的摩擦磨损性能的影响。实验结果表明,基体和复合材料摩擦系数总体上随着载荷和滑动速度的增加而减小。基体和复合材料的磨损率随载荷和滑动速度的增加而明显的增大,且基体和复合材料均存在一个临界载荷和临界滑动速度。当载荷和滑动速度到达临界值后,磨损率均急剧增大,此时试样摩擦磨损机制由微观疲劳磨损和磨粒磨损向粘着磨损与剥离磨损转变。     

涂覆及未涂覆Mg_2B_2O_(5w)晶须的6061Al合金干摩擦行为研究

制备了未涂覆、涂覆Cu O和涂覆Zn O的硼酸镁晶须(Mg2B2O5w)增强的6061Al铝基复合材料,研究了外加载荷和滑动速度对6061Al合金以及复合材料的摩擦磨损性能的影响。结果表明,在相同条件下,涂覆Zn O涂层、Cu O涂层、未涂层晶须增强的铝基复合材料和6061Al合金磨损率依次增大;随着载荷和滑动速度的增加,6061Al合金和复合材料的摩擦系数均有下降的趋势,磨损率随之减小。     

干摩擦与边界润滑下SiC/Al复合材料的摩擦磨损性能

采用机械合金化和热压烧结相结合的方法分别制备了w(Si C)分别为3%、5%、7%的铝基Si C/Al复合材料。研究了Si C/Al复合材料的显微组织和硬度。结果表明:当w(Si C)=5%时,复合材料显微组织最为细小、均匀。随着Si C含量的升高,硬度呈现先增加后减小趋势,且当w(Si C)=5%时,硬度达到最大值57. 75 HB。不同Si C含量铝基复合材料在室温干摩擦和边界润滑两种工况中的摩擦磨损性能表明:随着Si C含量的升高,复合材料磨损率和摩擦因数均呈先减少后增加的趋势,w(Si C)=5%的复合材料的磨损率和摩擦因数均最小,且边界润滑工况中材料磨损率和摩擦因数均小于干摩擦工况的;观察不同Si C含量的Si C/Al复合材料的磨损面及其磨屑形貌可以看出,干摩擦工况中,材料主要磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损,而在边界润滑工况中,其主要磨损机制为磨粒磨损和轻微氧化磨损。     

Al2O3/Cu复合材料的载流摩擦磨损性能

研究了采用内氧化法制备的Al2O3／Cu复合材料在载流条件下的干滑动摩擦磨损性能，结果表明，在相同条件下，Al2O3／Cu复合材料的抗摩擦磨损性能明显优于紫铜；当电流一定时，随着速度与载荷的增加，销试样的磨损率增加，摩擦因数降低。Al2O3／Cu复合材料销试样表层发生了磨粒磨损和粘着磨损，紫铜表层主要发生了粘着磨损。在试验范围内，质量分数为0．60％的Al2O3的Cu肚复介材料比质量分数为0．24％的磨损率和摩擦因数低。     

温度对铸态SiC_p/A356复合材料滑动摩擦磨损特性的影响

以Al2O3陶瓷球为对偶材料,借助UMT-2摩擦磨损试验机详细研究温度变化对复合材料干滑动摩擦磨损特性的影响,并用SEM、EDS、奥林巴斯激光共焦扫描显微镜分析铸态SiCp/A356复合材料的高温摩擦磨损行为。结果表明:复合材料的磨损率对温度变化很敏感,在200℃以下,磨损率及其变化较小,以氧化磨损机制为主,属于轻微磨损;当温度达到250℃及以上时,磨损率开始急剧上升,磨损表面出现严重塑性流动痕迹,磨损面上出现磨屑粘着堆积的凸起,同时形成大量的大尺寸的磨屑,此时以粘着磨损机制为主,同时存在少量的氧化磨损。氧化磨损阶段,摩擦因数虽有变化,但相对稳定;但粘着磨损阶段,摩擦因数变得极度不稳定,出现尖锐的峰值。     

T6态SiCp/A356高温干滑动摩擦磨损特性研究

采用T6态的SiCp/A356复合材料,以Al2O3陶瓷球作为对磨材料,借助UMT-2摩擦磨损实验机详细研究了复合材料的高温摩擦磨损性能,并采用SEM、OLS4000等手段分析材料的高温摩擦磨损特性。结果表明:T6态的SiCp/A356复合材料的磨损率随着温度的增加而增加。当温度低于150℃时,磨损率随温度缓慢增加;继续升高温度,磨损率进入稳定阶段,稳定磨损率为3.18×10-5 mg·cm-1;当温度达到250℃时,磨损率呈线性上升。摩擦系数则随温度在0.40~0.45很小范围内波动,表现出优异的高温摩擦性能。同时,磨损机制由氧化磨损、磨粒磨损和疲劳磨损转变为严重的粘着磨损。     

水下搅拌摩擦加工制备CoCrFeNiMn/6061Al复合材料组织和性能研究

采用水下搅拌摩擦加工制备CoCrFeNiMn高熵合金颗粒增强6061-T6基复合材料，研究了时效热处理对CoCrFeNiMn/6061Al复合材料微观组织、显微硬度和磨损性能的影响。采用扫描电镜和电子背散射衍射技术对复合材料的微观组织进行了表征，采用显微硬度和磨损实验对复合材料的性能进行了评价。结果表明，经5道次搅拌摩擦加工后，CoCrFeNiMn高熵合金颗粒均匀分布在Al基体中，且与基体界面结合良好，无明显扩散层。时效热处理后，CoCrFeNiMn高熵合金颗粒与基体界面出现厚度约为200 nm的扩散层，复合材料的平均显微硬度达到120.0 HV,比Al基体提高了27.7%。与Al基体相比，复合材料的平均摩擦因数从0.4491升高至0.4855。时效热处理后，复合材料的平均摩擦因数降低至0.3188,主要磨损机制为磨粒磨损。     

Al2O3P/ZA27复合材料的高温摩擦磨损特性

借助SRV高温摩擦磨损试验机、SEM及能谱分析仪研究了Al2 O3p/ZA2 7复合材料的高温摩擦磨损特性。结果表明 :在边界润滑条件下 ,Al2 O3p/ZA2 7复合材料的高温磨损质量损失较ZA2 7合金降低 0 .0 0 5 34g ;摩擦因数随着增强颗粒体积分数的增加而降低 ,当增强颗粒的体积分数由 10 %增加到 30 %时 ,Al2 O3p/ZA2 7复合材料的摩擦因数由 0 .142降低到 0 .132 ,但均高于ZA2 7合金。其高温失效形式为犁削和疲劳磨损。     

搅拌铸造AA6061-T6/AlNp复合材料的干滑动磨损行为

以AA6061为基体、AlN颗粒为增强体,采用搅拌铸造工艺得到AA6061-T6/AlNp复合材料,研究了AA6061-T6/AlNp复合材料的干滑动磨损行为。开发回归模型来预测复合材料的磨损率。采用四因素、五水平的正交实验进行优化。实验因素包括滑动速度、滑动距离、荷载、增强体AlN颗粒的质量分数。采用SYSTAT 12软件和统计工具,如方差分析（方差分析）和t实验,验证回归模型。结果表明,开发的回归模型可以有效预测复合材料的磨损率,置信度达95%。采用回归模型,并依据磨损表面形貌分析,预测实验因素对AA6061-T6/AlNp复合材料磨损率的影响。回归模型预测结果表明,复合材料的磨损率随着增强体AlN质量分数的增加而降低,随着滑动速度、滑动距离、荷载的增加而增加。     

T6热处理对SiCp/Al复合材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金法制备出不同SiC颗粒体积分数(30%、35%和40%)的SiCp/Al复合材料。采用MMU-5GA微机控制真空高温摩擦磨损试验机对比研究SiCp/Al复合材料在不同体积分数以及T6热处理前后情况下平均摩擦因数和磨损率的变化,通过扫描电镜分析了SiCp/Al复合材料表面磨损形貌,探讨了摩擦磨损机理。试验结果表明,SiC颗粒体积分数在30%~40%变化时,随其体积分数增加耐磨性下降。SiC颗粒体积分数在30%~35%范围内,SiC颗粒与基体结合较好,SiC颗粒作为硬质点起到抵抗磨损和限制基体合金塑性变形产生磨损的双重作用;但SiC含量过多时,颗粒与基体的结合不紧密,磨损时颗粒极易脱落,复合材料耐磨性降低;T6热处理后复合材料的平均摩擦因数和磨损率均降低,这是由于热处理后试样强度及硬度提高,从而提高了试样的耐磨性;常温下复合材料在磨损初期的磨损机理主要以磨粒磨损为主,而在磨损期则为磨粒磨损与剥落磨损共存。     

增强颗粒对镁基复合材料磨损性能的影响(英文)

研究增强颗粒Mg2Si对镁基复合材料摩擦磨损性能的影响,讨论Si加入量、载荷和滑动速度对Mg2Si/AM60镁基复合材料磨损性能的影响。结果表明,向镁合金中加入合金元素Si,可原位生成增强颗粒Mg2Si,增强颗粒Mg2Si可明显提高AM60镁合金的磨损性能。随着载荷和滑动速度的增加,AM60镁合金和Mg2Si/AM60镁基复合材料的磨损量都增大。AM60镁合金的磨损机制为粘着磨损。随着载荷的增大,Mg2Si/AM60镁基复合材料的磨损由磨粒磨损向粘着磨损转变。     

二硼化钛对Al2024−TiB2非原位复合材料摩擦磨损性能的影响

用搅拌铸造法制备不同质量分数二硼化钛(TiB2)颗粒增强的铝基复合材料,并研究其摩擦磨损性能.采用销?盘式摩擦试验机对Al2024?TiB2复合材料进行干滑动磨损试验.为了研究摩擦学参数对复合材料的影响,对载荷、滑动距离和滑动速度等参数进行调整.显微组织表征结果表明,TiB2颗粒分散均匀并与基体有良好的结合.实验结果表...     

电磁铸造法制备的(Al2O3+Al3Zr)p/A359复合材料的磨损行为

利用A359-Zr(CO3)2体系原位反应合成法制备(Al2O3 Al3Zr)p/A359颗粒增强铝基复合材料,在制备过程中施加低频交变电磁场进行搅拌以提高复合材料的耐磨性能.干滑动摩擦磨损试验表明:复合材料的耐摩擦性比纯基体合金明显提高,施加电磁搅拌后复合材料的耐摩擦性进一步提高,特别是在较大载荷下的耐摩擦性大幅提高,从轻微磨损到急剧磨损的临界转变载荷由58.8 N提高到78.8 N.磨损表面的SEM分析显示:纯基体合金为粘着磨损和剥层磨损,复合材料的磨损为以磨粒磨损为主和少量的剥层磨损,施加电磁搅拌后的复合材料为纯磨粒磨损.     

三维网络陶瓷增强铝基复合材料的干摩擦磨损性能

设计和制备了一种新型的三维网络陶瓷(骨架)增强铝合金复合材料.研究了铝合金及不同成分复合材料在不同温度及载荷下的摩擦系数和磨损率;用扫描电镜(SEM)观察其磨损表面,并分析了三维网络陶瓷(骨架)对铝合金磨损机制的影响.结果表明:复合材料的耐磨性远优于铝合金,而且随着三维网络陶瓷体积分数、温度及载荷的增加,复合材料的抗磨损性能明显提高;这种新型复合材料的摩擦系数随载荷变化保持稳定;在很宽的温度范围内,摩擦系数的稳定性均优于铝合金.这是由于三维网络陶瓷在磨损表面形成硬的微凸体起承载作用,其独特的结构制约了基体合金的塑性变形和高温软化,有利于磨损表面氧化膜的留存.     

原位合成Al2O3增强铝基复合材料的摩擦磨损性能

通过采用粉末冶金和原位合成技术相结合的近净成形技术制备Al-5％Si-Al2O3复合材料,并运用M一2000摩擦磨损试验机对该复合材料的摩擦磨损性能进行研究。通过单一变量比较法分析载荷和滑动速度对Al-5％Si-Al2O3复合材料摩擦磨损性能的影响,同时对长时间连续磨损下该材料的摩擦性能进行研究。通过扫描电子显微镜对Al-5％Si-Al2O3复合材料的磨损表面进行观察,并分析其磨损机制。结果表明,随着载荷的增大,试样的磨损量和摩擦因数均增加;随着滑动速度的增大,试样表面的升温使得产生氧化层的速率增加,试样的磨损量和摩擦因数均减少。在长时间的连续磨损过程中,由于初始时发生粘着磨损,试样的摩擦因数随着滑动距离的增大而增大。然后,试样表面氧化层的形成和破坏趋于动态平衡,试样表面相对稳定,其摩擦因数也随之趋于平稳。铝基复合材料的磨损机制主要为磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损。     

碳纤维含量对Al2O3+C/ZL109混杂复合材料摩擦磨损性能的影响

利用挤压铸造法制备了A1203 C／ZLl09短纤维混杂金属基复合材料，并探讨了A1203纤维体积分数为12％时，C纤维含量对该混杂复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明：随着C纤维体积分数的增加，复合材料的摩擦因数和磨损率逐渐降低。12％A1203和4％C短纤维的协同作用使复合材料从轻微磨损到急剧磨损的临界转变载荷比基体合金提高了1倍。当载荷低于临界载荷时，复合材料的主要磨损机制为犁沟磨损和层离，C纤维的加入有利于磨损表面裂纹尺寸的减小。但随着载荷的逐渐增加并发生严重磨损时，基体和复合材料的磨损机制均为严重的粘着磨损甚至局部熔化磨损。     

T6态Al-10Si-5Cu-0.75Mg合金干滑动摩擦磨损性能的研究

利用UMT-2 型摩擦磨损试验机研究了T6态Al-10Si-5Cu-0.75Mg 合金的干滑动摩擦磨损性能,采取SEM、XRD、EDS等方法分析了合金在不同转速和载荷下的摩擦磨损行为。结果表明：合金的磨损率随转速和载荷的增加而增大,但在800 r/min的高转速下仍具有良好的耐磨性,15N高载荷时的磨损率相对于5N低载荷时只增加了291%,属于轻微磨损;摩擦系数的平均值在0.35-0.40范围内变化,且随时间的变化不大,具有较高的稳定性;另外,磨损机制由低速轻载时的磨粒磨损、粘着磨损向高速重载时的剥层磨损、氧化磨损转变。     

应用模压铸造法制造的Al2O3f/SiCp混杂增强铝基复合材料的摩擦磨损行为（英文）

研究了通过模压铸造方法制造的氧化铝纤维与碳化硅颗粒混合增强铝基复合材料的干摩擦磨损性能。分别在室温、110℃,以及150℃条件下,进行了恒速0.36m/s(570r/min)的销盘式摩擦磨损实验。采用扫描电子显微镜观察干磨损表面特征,采用Arrhenius作图法研究相对磨损率,以便于进一步研究磨损机制。此外,讨论了纤维的方向性和纤维与颗粒的混合比作用。     

激光熔覆TiC增强FeAl金属间化合物基复合材料涂层磨损性研究

利用激光熔覆技术在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面制得了以TiC为增强相、以FeAl 金属间化合物为基体的耐磨复合材料涂层，研究了激光熔覆。FiC／FeAl复合材料涂层在干滑动磨损条件下的耐磨性能及磨损机制。结果表明：随着载荷和滑动速率的增加，TiC／FeAl金属间化合物基复合材料涂层的磨损速率增加，其磨损机制随着载荷的增加逐渐由磨料磨损向粘着磨损转变；激光熔覆层中TiC体积分数的增加，一方面提高了涂层的磨料磨损抗力，另一方面降低了熔覆层表面与对磨材料之间的粘着倾向，提高了TiC／FeAl涂层的滑动磨损性能。激光熔覆TiC/FeAl金属间化合物基复合材料涂层具有优异的耐磨性能并随TiC体积分数的增加而提高。     

粉煤灰/铝-镁合金复合材料的微观组织及摩擦磨损性能

采用粉末冶金法制得粉煤灰/Al-25%Mg复合材料,研究不同粉煤灰含量对复合材料微观组织、硬度和摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜观察复合材料的磨损表面形貌,并对其磨损机制进行探讨。结果表明:随着粉煤灰含量的增加,复合材料的硬度呈现先增大而后减小的趋势;在较低粉煤灰含量和较低载荷下,该复合材料的摩擦因数均低于基体铝合金的,并且随粉煤灰含量的增加复合材料的耐磨性有所提高,复合材料的磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损;在较高粉煤灰含量和较高载荷下,该复合材料的磨损机制转化为以剥层磨损和磨粒磨损为主。