TiB_2钢结硬质合金摩擦磨损行为

利用Ti粉,B粉,还原铁粉与羰基铁粉为原料,使用微波烧结技术原位生成TiB_2钢结硬质合金。采用摩擦磨损实验仪对TiB_2钢结硬质合金耐磨性进行测试。结果表明:原位合成TiB_2钢结硬质合金由TiB_2,Fe_2B和α-Fe物相组成;随着TiB_2含量的增加,钢结硬质合金的相对密度与显微硬度均提高;TiB_2含量对钢结硬质合金摩擦系数无明显影响,但随着TiB_2含量的增加,磨损体积逐渐降低,耐磨性提高;随着载荷与转速的增加,TiB_2钢结硬质合金摩擦系数均逐渐降低,磨损体积均逐渐增加,磨损率升高;其磨损机制为磨粒磨损与粘着磨损。     

超细TiB_2对AlMgB_(14)/TiB_2力学性能及抗高温磨损性能的影响

采用FAPAS法制备了超硬AlMgB_(14)/TiB_2复合陶瓷材料,分别采用扫描电镜(SEM)及能谱(EDS),X射线衍射仪分析添加超细TiB_2第二相颗粒对复合材料微观形貌及韧性的影响;通过高温摩擦磨损试验分析了复合材料在25,300,500℃下的抗磨损性能及其摩擦学特征。结果表明,添加30%(质量分数)的微纳米级TiB_2后,AlMgB_(14)/TiB_2复合材料的平均硬度达32.5 GPa,断裂韧性由未添加时的3.0 MPa·m~(1/2)提高到3.95 MPa·m~(1/2);摩擦系数在室温及300℃时介于0.4~0.55之间,500℃时达0.65左右,磨损率1.27×10~(-6)~6.62×10~(-6) mm~3/(N·m)。随着摩擦温度的升高,试样摩擦学性能发生变化,由于摩擦表面产生氧化物的润滑作用,摩擦系数在300℃时略有减小,磨损机理由室温时的磨粒磨损转变为高温下的粘着磨损脱落。     

TiB2/Al 复合材料摩擦行为研究

采用挤压铸造法制备TiB_2/Al复合材料并发现其在低载高速下具有自润滑特性,因此借助于摩擦试验研究了载荷、滑动速度、摩擦副对该材料摩擦行为的影响。结果表明,低载高速条件下TiB_2/Al复合材料与GCr15轴承钢室温干摩擦时,随着滑动时间的延长,平均摩擦系数未出现明显的上升或下降过渡现象,仅瞬时摩擦系数呈现出不同程度的湍流波动状态。滑动速度为0.8 m/s时,随着载荷的增大,TiB_2/Al复合材料与GCr15干摩擦的平均摩擦系数基本不变,但瞬时摩擦系数的波动幅度减小,摩擦系数的标准偏差减小。载荷为0.49 N时,随着滑动速度的增大,平均摩擦系数没有明显的变化,在0.165～0.255之间波动。与等速度变载荷时相比,等载荷变速度条件下TiB_2/Al复合材料的摩擦系数分散性比较大。采用GCr15为摩擦副时,TiB_2/Al复合材料的瞬时摩擦系数湍流波动较复合材料自摩擦时要大些。自磨时复合材料的平均摩擦系数为0.08左右,与GCr15对磨时平均摩擦系数为0.18左右。     

(TiB2+Al3Ti)/Al-4.5Cu原位复合材料的高温耐磨性能

本文采用混合盐法制备了(TiB2 Al3Ti)/Al4.5Cu原位复合材料,研究了该复合材料在150℃下的干摩擦滑动磨损行为,并与基体合金进行对比.结果表明,载荷在10～20 N之间时,(TiB2 Al3Ti)/Al-4.5Cu原位复合材料的磨损量低于基体合金,但并不明显;随载荷的增加(特别是当载荷超过30 N之后),复合材料的磨损量仍低于基体合金,且复合材料的磨损量增大的速度小于基体合金磨损量的增长速度.(TiB3 Al3Ti)/Al-4.5 Cu原位复合材料同45钢对磨时的主要磨损机制为粘着磨损和磨粒磨损.随着原位反应体系中混合盐含量的增加,复合材料的耐磨性能提高,并逐渐由粘着磨损向磨粒磨损过渡.     

TiB_2含量对钢结硬质合金组织及性能的影响

以Ti粉、B粉、还原铁粉与羰基铁粉为原料,使用微波烧结技术原位生成了TiB_2钢结硬质合金,并研究了TiB_2含量对其组织及性能的影响。通过X衍射分析仪、扫描电镜、能谱分析仪对钢结硬质合金的物相、显微组织和元素分布进行了表征,采用显微硬度计和摩擦磨损试验仪对TiB_2钢结硬质合金的显微硬度及耐磨性进行了测试。结果表明:微波烧结技术可以制备颗粒细小的TiB_2钢结硬质合金,其相对密度均达到95%以上。随着TiB_2含量的增加,硬度显著提高,含量为40%时硬度达到1108HV0.1;随着TiB_2含量的增加,摩擦系数变化不大,但磨损体积减小,且磨损方式为粘着磨损。     

反应热压制备不同SiO_2/C/Al摩尔比原位自生铝基复合材料的耐磨性能（英文）

反应热压法制备不同SiO_2/C/Al摩尔比的原位自生铝基复合材料。采用销-盘式摩擦试验机对这些复合材料进行干滑动摩擦试验。利用扫描电镜和能谱分析研究复合材料表面成分和形貌。结果表明,当SiO_2/C/Al摩尔比为3:6:9时,原位生成更多Al_2O_3、SiC和Si颗粒,在Al-SiO_2-C体系中Al_4C_3相被彻底抑制,因此复合材料的耐磨性能大幅度提高。当滑动速度从0.4 m/s增加到1.6 m/s时,磨损量逐渐减小。当摩擦载荷增加时,磨损量也增加。观察到的犁沟、磨损坑和细微纹沟说明磨料磨损是主要的磨损机制。然而,当采用更高的滑动速度时,只有氧化磨损机制控制复合材料的磨损行为。     

原位生成(Al2O3+Al3Zr)p/A359复合材料的电磁制备及磨擦性能

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性能.干滑动磨擦试验表明,复合材料的耐磨擦性比纯基体合金明显提高,施加电磁搅拌后复合材料在较大载荷下的耐磨性提高,磨损量随载荷增加的瞬变载荷由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,复合材料的磨损为磨粒磨损为主,施加电磁搅拌后的复合材料为纯磨粒磨损.     

A359-Zr(CO3)2体系反应合成复合材料的干滑动磨损性能

研究了新型反应体系A359-Zr(CO3)2熔体反应法制备的(Al3Zr Al2O3)p/A359复合材料干滑动磨损性能.结果表明:复合材料的磨损量随着载荷的增大和时间的延长均远小于基体磨损量,由于颗粒的支撑和减磨作用,使得同一条件下复合材料的磨损量随颗粒体积分数的增加而减少;当载荷为98 N时,12%(Al3Zr Al2O3)p/A359复合材料的磨损量为20.2 mg,而基体材料的磨损量为54.5 mg,复合材料比基体材料耐磨性提高了2.5倍;由磨损表面SEM观察表明,基体A359合金存在严重粘着和变形,表现为粘着磨损和剥层磨损,复合材料的磨损类型表现为磨粒磨损.     

挤压对ZrB_2/6063Al复合材料组织及其摩擦磨损特性的影响

以6063Al-(K_2ZrF_6+KBF_4)为反应体系,原位反应制备了ZrB_2/6063Al铝基复合材料,采用挤压方法对复合材料进行塑性加工。研究了挤压前后复合材料的微观组织变化,以及挤压工艺对复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:铸态原位内生制得的复合材料,基体晶粒大小为30~50μm,ZrB_2颗粒呈规则的多边形,团聚现象严重。经过挤压加工之后,复合材料晶粒细化,大小为7~14μm,增强颗粒呈有圆边的多边形,分布均匀,尺寸为1~3μm,团聚改善。由于挤压后增强颗粒分布更加均匀,颗粒更加圆钝,使得摩擦后磨痕表面更加平整,各部分凹凸差异减小。摩擦系数随着载荷的增大而减小,载荷为12 N时摩擦系数最小为0.29,相比于原始铸锭复合材料的最小摩擦系数减小了32.4%。挤压后复合材料的磨损体积和磨损宽度均减小,耐磨性也得到了很大的提高。复合材料的磨损机制是以磨粒磨损为主,轻微粘着磨损为辅。     

原位自生TiB_2颗粒对纯铝微观结构和超塑性性能的影响

对TiB_2/Al复合材料的高应变速率超塑性进行了研究。结果表明:材料组织内部生成了尺寸为0.1~2μm,呈六面体形和多边状的TiB_2增强颗粒。搅拌摩擦处理后TiB_2增强颗粒得到细化并且分布均匀。在相同温度下,流变应力对应变速率的变化影响不明显。TiB_2/Al复合材料的伸长率随颗粒体积分数的增大而减小,最大伸长率170%。     

原位反应法TiB_2/ZA27复合材料的组织及性能研究

采用原位反应法制备出不同颗粒含量的TiB_2/ZA27复合材料,研究了TiB_2颗粒含量对TiB_2/ZA27复合材料组织及性能的影响。结果表明,TiB_2/ZA27复合材料主要由α-Al相、η-Zn相、ε-CuZn_4相和TiB_2粒子组成,不存在明显的Al_3Ti和AlB_2相;原位生成的TiB_2颗粒对α-Al相产生明显的细化效果,为η-Zn相提供了更多的形核基底,使其晶粒细化、数量增加,在基体中的分布形态改变。随TiB_2颗粒含量的增加,α-Al相和η-Zn相的尺寸减小,α+η共析组织数量增加,材料的强度和硬度得到显著提高。     

原位Al2O3颗粒增强铜基复合材料的微动磨损特性

采用球-面接触方式,在振幅为300 μm条件下研究了原位Al2O3颗粒增强铜基复合材料在空气和油介质中的往复滑动磨损行为,采用SEM观察磨痕表面形貌,用非接触式表面形貌分析仪测定磨痕的三维表面形貌及磨损体积损失,研究了载荷和介质对复合材料摩擦系数和磨损量的影响.结果表明:在两种介质中铜基复合材料的摩擦系数随着载荷增加而呈下降趋势;铜基复合材料在油中形成的润滑膜可以显著降低摩擦系数;铜基复合材料在空气中的磨损机制为粘着磨损并伴随有少量磨粒磨损,而在油中的磨损机制为磨粒磨损.     

原位增强TiB2/2014Al复合材料的摩擦磨损性能

采用混合盐反应(MixedSaltReaction)原位合成法成功制备了TiB2/2014Al复合材料,并对其摩擦磨损性能进行了研究。采用X射线衍射分析物相和扫描、透射电镜观察了其微观组织。结果表明,原位生成的TiB2颗粒非常细小,尺寸小于1μm,内生TiB2颗粒分布均匀,明显细化了复合材料组织。室温干滑动摩擦磨损试验表明,复合材料耐磨性高于基体合金,基体合金磨损机制以粘着磨损为主,复合材料的磨损机制为典型的磨粒磨损。     

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。     

高硅铝合金及其原位复合材料干滑动磨损性能与机制

采用熔体反应法制备了(Al2O3 Al3Zr)p/Al-22%Si原位复合材料。探讨了高硅铝合金及其原位复合材料的干滑动磨损行为,并对其磨损表面和亚表面形貌进行了观察和分析。试验结果表明:复合材料的磨损量显著低于同条件下高硅铝合金的磨损量,且随颗粒体积分数的增大,复合材料的磨损量减小。磨损表面亚表面的SEM观察分析表明:高硅铝合金磨损表面存在与亚表面相连的撕裂纹和宽大的犁沟,其磨损机制为粘着磨损加磨粒磨损的混合型磨损;复合材料的磨损表面亚表面平整光滑,主要表现为磨粒磨损。     

原位颗粒对铝基复合材料组织及磨损性能的影响

采用原位反应近液相线铸造法制备铝基复合材料,分析其铸态组织,测试不同条件下铝基合金的滑动磨损特性.结果表明,原位TiC和Al2O3颗粒对铝合金的铸态组织均具有细化作用.在同等条件下(转速或压力相同)复合材料的磨损性能优于基体材料,这说明原位颗粒的加入显著提高了材料的磨损性能,复合材料比基体的磨损性能提高了1.5～4倍;且复合材料的磨损量随着载荷的增加而增大,随着转速的升高而减小,它在高速低载条件下表现出较好的摩擦磨损特性.     

Ti_3SiC_2/Al稀释重熔制备铝基复合材料

以Ti_3SiC_2粉、铝粉、铝锭为原材料,采用SPS法制备Ti_3SiC_2/铝基复合材料大块体,然后通过稀释重熔的方式制备了颗粒增强铝基复合材料。通过金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等分析手段,研究了原位生成颗粒增强铝基复合材料组织与性能。结果表明,制备的颗粒增强铝基复合材料物相复杂,除基体铝外,主要的物相还有Al_3Ti、Ti C、Al_4C_3。以Ti_3SiC_2/Al复合材料形式加入的Ti3SiC2分解完全。搅拌铸造的原位颗粒增强铝基复合材料颗粒分布均匀,颗粒与基体铝的结合紧密,力学性能优异,维氏硬度高达HV35.5,比相同工艺下铸造纯铝提高69%。在载荷为50 N下,有较好的自润滑性能,摩擦系数0.31,磨损量0.3×10~(-2)g。复合材料的摩擦机制由典型的粘着磨损,向轻微的磨粒磨损转变。     

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。     

粉末冶金自润滑Cu/MoS_2复合材料的摩擦行为（英文）

研究MoS_2含量对纯铜的显微组织、密度、硬度和耐磨性能的影响。采用纯铜粉和MoS_2粉末,通过机械球磨和热压法,制备含0~10%(质量分数)MoS_2颗粒的铜基复合材料。在干滑动摩擦条件下,采用销-盘式磨损实验装置,测试材料的耐磨性能,固定滑动速率为0.2 m/s。硬度测试结果显示,MoS_2含量为2.5%的复合材料的硬度达到峰值。当载荷一定时,Cu/2.5MoS_2复合材料具有最低的摩擦因数和磨损量。当载荷从1 N增加到4 N,不同含量增强相复合材料的摩擦因数均减小,同时,磨损量增大。磨损表面和磨屑的SEM照片显示,Cu/MoS_2复合材料的磨损机理由纯铜的粘着磨损为主转变为磨粒磨损和剥层磨损相结合的机制。     

不同条件下Al2O3颗粒增强铝锰基复合材料摩擦磨损特性研究

研究了不同锰含量的Al2O3颗粒增强铝锰基复合材料在不同磨蚀介质条件下的磨损特性 结果表明:Al2O3颗粒增强铝锰基复合材料由锰在铝中的固溶体和在其上分布的铝锰化合物MnAl6和Al11Mn4及δ-Al2O3颗粒组成;随着锰含量的增加,试样中硬而脆的MnAl6和Al11Mn4含量不断增加,该复合材料的磨损量不断减小;在加有磨粒的高矿化度水摩擦条件下,由于磨粒磨损的作用,试样的磨损比其在未加磨粒的摩擦条件下严重,且磨损量之比平均达到2.8∶1.