颗粒增强铝基梯度复合材料的摩擦磨损性能

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1、第 21卷第 6期中国有色金属学报2011年 6月Vol.21 No.6TheChinese JournalofNonferrous MetalsJun. 2011文章编号：10040609(2011)06125807 颗粒增强铝基梯度复合材料的摩擦磨损性能陈聪聪，陈刚，严红革，苏斌(湖南大学材料科学与工程学院，长沙410082)摘要：采用新型喷射沉积技术制备SiC体积分数呈连续分布(0~30%)的AlSi基梯度复合材料，利用MG−2000 型销−盘磨擦磨损试验机，研究不同滑动转速和载荷对该梯度复合材料摩擦磨损

2、性能的影响。采用SEM 和MHV−2000型维氏硬度计研究该梯度复合材料的显微组织、硬度及其耐磨性的梯度分布规律。结果表明：随着滑动转速和载荷的增大，梯度材料的摩擦因数逐渐降低；材料的磨损率随载荷的增加而增大，随滑动转速的提高先增大后减小，在转速500 r/min 时达到最大；对比研究沉积态与热压态材料的摩擦磨损行为，喷射沉积态由于孔隙等缺陷的存在，其磨损形式主要是磨粒磨损和剥层磨损；热压后，梯度材料的磨损形式以磨粒磨损和粘着磨损为主；随基体中SiC含量的逐渐增加，锭坯各部分硬度和耐磨性也随之提高。关键词：Al

3、Si梯度复合材料；颗粒增强；耐磨性；磨损机制+ 中图分类号：TG146.2 1;TB333 文献标志码：AFriction andwearproperties of particle reinforced graded aluminummatrix compositesCHENCongcong,CHENGang,YANHongge,SUBin (CollegeofMaterialsScience and Engineering,Hunan University,Changsha410082,China)Abst

4、ract:The Al17Sifunctionallygradedmaterial(FGM)with SiCvolume fraction of0−30%continuously were synthesizedusingnewspraydeposition technique.Furthermore,themicrostructure,hardnessand wearabilityofthis functionallygraded materialwere studied with SEM, MHV−2000

5、 HerveyhardnesstesterandMG−2000 pinondiscfriction and weartestingmachine.The resultsshowthatthe frictioncoefficientdecreaseswith increasingthe applied load and slidingspeed.The wearrate rises with the increaseofappliedload anditreachesthemaximumatspeed of500

6、r/min firstly,and then falls withincreasing the slidingspeed.Because ofthe existence ofdefects,such asthe hole,themainly wearwayofthedeposition is abrasive and delamination,whilethecomposites afterhotpressingismainlyabrasiveand adhesive.Thehardness and wearr

7、esistance ofeverypartofmaterialsincrease withincreasing theSiCcontentinthe deposition billet.Keywords:AlSigradedcomposite material;particlereinforcement;wearresistance;wearmechanism颗粒增强铝基复合材料具有比强度和比刚度缸套缸盖等，这些零件对材料的摩擦磨损性能都有较高、弹性模量高、导热性和耐磨性能优良等，在交通严格的要求。因此，针对铝

8、基复合材料的摩擦学性能[2−4] 车辆、航空航天、国防军工等领域有着极其广泛的应和磨损机理已有不少的研究，但所制备和研究的对用，而事实上在很多的场合，材料的摩擦性能体现出象皆为陶瓷颗粒在基体中均匀分布的复合材料，这种[1] 了重要意义，如飞机的液压制动器缸体、风扇出口“均质”复合材料在实际应用中存在一些局限性，如导流叶片、车辆部件的刹车系统、汽车发动机活塞和采用陶瓷颗粒增强铝基复合材料