SiCp-ZL109復(fù)合材料制備及摩擦磨損性能研究.pdf

1、本論文使用自行設(shè)計(jì)制造的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，通過攪拌鑄造的方法制備了不同含量的SiCp/ZL109鋁基復(fù)合材料。采用室溫拉伸、硬度和摩擦磨損測試實(shí)驗(yàn)，X射線物相分析(XRD)、金相(OM)和掃描電子顯微分析等方法研究了不同SiCp含量對SiCp/ZL109鋁基復(fù)合材力學(xué)性能、摩擦磨損性能、顯微組織結(jié)構(gòu)的影響及其變化規(guī)律，并通過研究微量SC、Zr對基體合金ZL109力學(xué)性能的影響，探討了提高SiCp/ZL109復(fù)合材料綜合性能的新途徑，并從理論上進(jìn)

2、行了分析和討論。通過實(shí)驗(yàn)獲得了下列結(jié)論： 1.采用攪拌鑄造的方法成功制備了三種不同SiCp含量的SiCp/ZL109復(fù)合材料，本試驗(yàn)的具體參數(shù)為：780℃熔煉ZL109合金，降溫至700℃攪拌加入SiCp增強(qiáng)顆粒、攪拌速度680～780r/min、攪拌時(shí)間60min左右，攪拌完成后靜置10min、升溫至740℃澆鑄。通過X-ray檢測，用“絕熱法”計(jì)算出三種復(fù)合材料的SiCp質(zhì)量百分含量分別為8％wt，10％wt，12％wt。

3、 2.SiCp/ZL109復(fù)合材料的力學(xué)性能試驗(yàn)和摩擦磨損試驗(yàn)表明：在ZL109基體中添加SiCp增強(qiáng)顆粒，能夠提高了復(fù)合材料硬度、摩擦系數(shù)和耐磨性，且隨著SiCp增強(qiáng)顆粒含量的增加，復(fù)合材料的綜合性能不斷得到改善。 3.SiCp/ZL109復(fù)合材料在磨損過程中，SiCp的失效形式有兩種，分別是破碎和脫出基體。SiCp在材料的磨損過程中起雙重作用。在失效前保護(hù)基體，減少基材粘著磨損。失效后產(chǎn)生硬質(zhì)點(diǎn)磨屑，對材料造成磨料磨損

4、。 4 SiCp/ZL109復(fù)合材料的磨損以粘著磨損為主，伴隨有磨粒磨損和基體的氧化磨損。材料在基體粘著磨損→SiCp凸現(xiàn)保護(hù)基體→SiCp破碎→基體粘著磨損、磨粒磨損+氧化磨損的模式下進(jìn)行。 5 在SiCp/ZL109復(fù)合材料中添加Sc，Zr稀土元素能夠顯著細(xì)化鋁基體晶粒，提高基體合金強(qiáng)度。在摩擦制動過程中Sc、Zr元素通過抑制了基體合金表面微凸體的塑性變形，阻礙位錯運(yùn)動等途徑提高了SiCp/ZL109復(fù)合材料的摩擦系