sicpa356复合材料高温摩擦磨损性能的研究

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1、分类号：TG146.2密级：公开学号：102060074工学硕士学位论文SiCp/A356复合材料高温摩擦磨损性能研究学生姓名王小丫指导教师金云学教授江苏科技大学二○一三年五月AThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonhigh-temperaturefrictionandwearcharacteristicsofSiCp/A356compositeSubmittedbyWangXiaoyaSupervisedbyJinYunxueJiangsuUniver

2、sityofScienceandTechnologyMay,2013江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本

3、学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日摘要摘要本论文采用由韩国国家材料研究院（KIMS）国家重点试验室制备的用于高速列车制动盘的SiCp/A356复合材料，增强相SiC颗粒的平均尺寸为20μm，加入量为20.vol%。采用UMT-2型高温摩擦磨损试验机，研究了不同热处理工艺的SiCp/A356复合材料在高温干摩擦条件下的摩擦磨损特性。通过探索温度，载荷和转速对复合材料的摩擦磨损（磨损率和摩擦系数）性能的影响，并对

4、复合材料的磨损表面、磨损断面和磨屑进行观察，分析复合材料的高温摩擦磨损特性随摩擦条件变化的规律，探讨复合材料的高温磨损机理。根据上述研究，结果表明：SiCp/A356复合材料由SiC颗粒、共晶硅粒子及基体金属α-Al组成。低温退火可以提高复合材料的导电率；而T6处理不但改变了复合材料中共晶硅的尺寸和形态，而且一定程度上提高了复合材料的导电率、硬度和强度。不同热处理工艺的复合材料的磨损率随着温度的升高而增加，存在明显的从轻微磨损向严重磨损转变的临界转变值。摩擦系数则随着温度的升高而出现不同程度的波动。同时复合材料的磨损机理根据温度变化可以分为三个阶段：一是初期磨损阶段，当温度较低时，以氧化磨

5、损和磨粒磨损为主；第二阶段是随着温度的升高，磨损转变为磨粒磨损和疲劳磨损；第三阶段是进入高温区后，磨损机制转变为严重磨损，主要以粘着磨损为主，同时伴随着一定的氧化磨损和疲劳磨损。外加载荷和转速对复合材料的磨损率和摩擦系数也都存在非常明显的影响。随着热处理工艺的不同，复合材料的磨损率及摩擦系数的大小存在一定的差异。当转速一定时，随着载荷的增加，复合材料的磨损以氧化磨损和疲劳磨损为主，属于轻微磨损阶段；当载荷的进一步增加时，进入严重磨损阶段，以粘着磨损为主，并伴随着一定的氧化磨损。载荷一定时，在低转速的情况下，复合材料的磨损处于轻微磨损阶段，铸态材料以氧化磨损和疲劳磨损为主；退火态和T6态材料

6、以氧化磨损为主，并伴随着一段时间的剥离磨损。进入高转速区后，复合材料的磨损开始进入严重磨损阶段，铸态材料此时以粘着磨损为主，并伴随着疲劳磨损；而退火态和T6态材料则以磨粒磨损和疲劳磨损为主。综上所述，不同热处理工艺的复合材料相比，T6态材料的高温摩擦磨损性能最好。所以热处理很好的改善了复合材料的机械性能和高温摩擦磨损性能。关键词：SiCp/A356；热处理；高温；干滑动摩擦磨损；磨损机理IAbstractAbstractThematerialemployedinthepresentinvestigationwasSiCp/A356compositesuppliedbyKIMS.Itisus

7、edforhigh-speedtrainbrakedisc(diameter635mm).ThecompositeusedSiCparticlewith20μmgrainsizeand20%volumeasreinforcement.ThehightemperaturefrictionandwearcharacteristicsofSiCP/A356compositesafterdifferentheattreatmen