SiCp-A356復合材料高溫摩擦磨損性能研究.pdf

1、本論文采用由韓國國家材料研究院(KIMS)國家重點試驗室制備的用于高速列車制動盤的SiCp/A356復合材料,增強相SiC顆粒的平均尺寸為20μm,加入量為20.vol％。采用UMT-2型高溫摩擦磨損試驗機,研究了不同熱處理工藝的SiCp/A356復合材料在高溫干摩擦條件下的摩擦磨損特性。通過探索溫度,載荷和轉速對復合材料的摩擦磨損(磨損率和摩擦系數(shù))性能的影響,并對復合材料的磨損表面、磨損斷面和磨屑進行觀察,分析復合材料的高溫摩擦磨損

2、特性隨摩擦條件變化的規(guī)律,探討復合材料的高溫磨損機理。
　　根據(jù)上述研究,結果表明:
　　SiCp/A356復合材料由SiC顆粒、共晶硅粒子及基體金屬α-Al組成。低溫退火可以提高復合材料的導電率;而T6處理不但改變了復合材料中共晶硅的尺寸和形態(tài),而且一定程度上提高了復合材料的導電率、硬度和強度。
　　不同熱處理工藝的復合材料的磨損率隨著溫度的升高而增加,存在明顯的從輕微磨損向嚴重磨損轉變的臨界轉變值。摩擦系數(shù)則隨著溫

3、度的升高而出現(xiàn)不同程度的波動。同時復合材料的磨損機理根據(jù)溫度變化可以分為三個階段:一是初期磨損階段,當溫度較低時,以氧化磨損和磨粒磨損為主;第二階段是隨著溫度的升高,磨損轉變?yōu)槟チＤp和疲勞磨損;第三階段是進入高溫區(qū)后,磨損機制轉變?yōu)閲乐啬p,主要以粘著磨損為主,同時伴隨著一定的氧化磨損和疲勞磨損。
　　外加載荷和轉速對復合材料的磨損率和摩擦系數(shù)也都存在非常明顯的影響。隨著熱處理工藝的不同,復合材料的磨損率及摩擦系數(shù)的大小存在一定

4、的差異。當轉速一定時,隨著載荷的增加,復合材料的磨損以氧化磨損和疲勞磨損為主,屬于輕微磨損階段;當載荷的進一步增加時,進入嚴重磨損階段,以粘著磨損為主,并伴隨著一定的氧化磨損。載荷一定時,在低轉速的情況下,復合材料的磨損處于輕微磨損階段,鑄態(tài)材料以氧化磨損和疲勞磨損為主;退火態(tài)和T6態(tài)材料以氧化磨損為主,并伴隨著一段時間的剝離磨損。進入高轉速區(qū)后,復合材料的磨損開始進入嚴重磨損階段,鑄態(tài)材料此時以粘著磨損為主,并伴隨著疲勞磨損;而退火態(tài)