硼酸鎂（硼酸鋁）晶須增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料摩擦磨損性能研究.pdf

1、鎂合金由于高的比強(qiáng)度、比模量、良好的阻尼減震性等優(yōu)點(diǎn)可望成為汽車、航空航天領(lǐng)域有應(yīng)用前景的材料。但是現(xiàn)有的材料存在硬度低、耐磨性差的缺點(diǎn)，不能應(yīng)用于對(duì)耐磨性要求較高的場(chǎng)合。在保持其原有優(yōu)點(diǎn)的情況下，添加增強(qiáng)相是提高其硬度和耐磨性的有效方法。并且這種方法已成為當(dāng)今材料研究最活躍的領(lǐng)域之一，代表著下一代新型材料的發(fā)展方向。 本文采用真空氣壓滲流法制備出了組織均勻，力學(xué)性能大幅提高的硼酸鎂(硼酸鋁)晶須增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料。在MS-T30

2、00型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上評(píng)價(jià)了其在潤(rùn)滑與干摩擦兩種工況下，不同載荷、不同滑動(dòng)速度時(shí)的滑動(dòng)摩擦磨損性能，并借助現(xiàn)代材料表征手段對(duì)磨損機(jī)理進(jìn)行了分析。 對(duì)于液體石蠟潤(rùn)滑條件下MgEB2O5w/AZ91D復(fù)合材料而言，研究結(jié)果如下： 復(fù)合材料的磨損都經(jīng)歷了摩擦系數(shù)波動(dòng)較大的跑和磨損階段和摩擦系數(shù)相對(duì)穩(wěn)定的穩(wěn)定磨損階段。與基體合金相比，復(fù)合材料的摩擦系數(shù)在低載荷時(shí)波動(dòng)較小，其值也遠(yuǎn)低于基體合金。 當(dāng)滑動(dòng)速度一定時(shí)，復(fù)合材料

3、的磨損存在一個(gè)臨界載荷。臨界載荷將復(fù)合材料的磨損劃分為輕微磨損與劇烈磨損兩種階段。當(dāng)載荷低于臨界載荷時(shí)，與基體合金相比，復(fù)合材料的耐磨性大大提高。而當(dāng)載荷超過(guò)臨界載荷時(shí)，復(fù)合材料的耐磨性變差?；瑒?dòng)速度1m/s、2m/s、3m/s、5m/s對(duì)應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)變載荷分別為25N、18N、10N和5N?？梢?jiàn)，隨著滑動(dòng)速度的增大，復(fù)合材料臨界載荷有向低載荷轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。 進(jìn)一步的研究表明：復(fù)合材料由輕微磨損階段向劇烈磨損階段轉(zhuǎn)變的啟動(dòng)與滑動(dòng)速度

4、和載荷兩者乘積有關(guān)。并發(fā)現(xiàn)臨界PV值為36kgm2s-3，當(dāng)試驗(yàn)的PV值低于36kgm2s-3，復(fù)合材料的磨損處于輕微磨損階段。而當(dāng)試驗(yàn)載荷高于36kgm2s-3時(shí)，復(fù)合材料的磨損就進(jìn)入了嚴(yán)重磨損階段。 通過(guò)SEM、XRD等手段對(duì)復(fù)合材料的磨面與磨屑進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料在輕微與劇烈磨損階段的主導(dǎo)磨損機(jī)制分別為犁削和剝層。 此外還對(duì)Mg2B2O5w/AZ91D復(fù)合材料在干摩擦與Al18B4O33w/AZ91D復(fù)合材料在