挤压铸造对ZA27合金摩擦磨损特性的影响研究.pdf

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1、l¨]实用研究一特种铸造及有色合金1997年第5摘要研究对比了铸态与挤压铸造ZA27合金的摩擦磨损特性，得出了该台金经挤压铸造后耐睹性提高的结论，井探关键词：挤--压__铸_-造-一ZA27合合金金’耐。。磨’一性1f。辑iIfI、nLResearchontheInfluenceofSqueezeCastingontheFrictionandWearPropertiesofZA27AlloyQiLehua(NorthwesternPolytechnicalUniversity)ABSTRACTThefrictionandwearpropertiesofZA27alloypr

2、eparedbymetalmouldcastingandsqueezecastinghavebeenresearched．TheresultshowsthattheabrasionresistanceofZA27alloycanbeimprovedbysqueezecastingprocess，andthereasonshavebeenanalyzedinthispaper．KeyWords：SqaeezeCasting，ZA27Alloy，AhradihilityZA27台金具有良好的铸造性能、力学性能和耐磨挤压铸造ZA27合金及铜合金，以便于进行对比分析。性。与铜合金相

3、比，其资源广泛，成本低廉，无污染，自问载荷固定为5Okg，转速为200r／rain。采用称量法考察世以后即倍受青睐，特别是以锌代铜作耐磨材料的应用其耐磨性，摩擦力矩、摩擦功及磨损温升均由试验机自_日趋广泛，如代替铜合金作轴瓦材料“及轴承保持器0动记录。等，这就使得耐磨性成为锌合金的一个重要衡量指标。如何改善锌合金的性能，以进一步扩大其应用范围，一2试验结果与分析直是材料工作者致力于探索的课题。采用挤压铸造工艺表1为试验结果。与铸态锌合金相比，挤压铸造后来改善锌合金的组织与性能方面已有阐述0]，本文就挤表1zA27合盒铸态与挤压铸造磨捆性能比较压铸造工艺对其耐磨性的改善问题进

4、行讨论。1试验方法磨损试验在M一200试验机上进行，试验装置示于图1。采用滑动摩擦方式，以2O机油润滑下试样选热电其摩擦系数减小，磨损量减少。典型的摩擦力矩一时间曲线见图2。在曲线起始端，力比较稳定，数值也较小，这是由于预先磨合过程中所生成的氧化膜及其它污染物阻止了金属表面附着的缘故。根据磨合的粘着理论，滑动摩擦阻力来源于变形、刻划及粘着过程。随后固1唐摘试驻蓑王示意图曲线发生明显波动，说明摩擦界面发生了粘附一滑移过用经调质处理的45钢(HRC3O~35)、以模拟轴的摩擦程。图2b表明，挤压铸造试样的曲线波动小，摩损率也特性。上试样为试验材料，分别选用同炉配制的铸态与较小，

5、说明粘着轻微，而图2a的铸态曲线则发生大幅度齐乐毕．西安(710072)收稿日期；1997-06-18】6现出强度、硬度的明显增高(表2)。随挤压铸造的比压值增大，材料的致密度增加，ZA27合金的耐磨性也随之提高(图4)。表2ZA27台金铸态与挤压铸造性能比较—百一i—a锌态b．挤压铸造圉2ZAZ7旮尘摩椎力矩时问曲线波动，表明摩擦界面发生了强烈的粘着，磨损率也较大。很明显，ZA27合金的耐磨性优于黄铜，而挤压铸造又进一步改善了其耐磨性。ZA27合金的基体上嵌有以CuZn3为基的e相硬质点，摩擦时软基体首先磨去，成为沟槽，坚硬的e相突出在基体表面上，成为支承质点，在良好的润

6、滑条件下，润滑剂充满沟槽，保证了油膜的连续性，摩擦时，硬质点承受外来压力，基体则承受横向剪切应力。就其晶体结构而言，富铝相和富铜相呈面心立方晶格，富锌相则为密排六方晶格，磨损时，只有沿囤4比压对ZA27台空耐磨性的影响着晶格的基面才能滑动，因而呈密排六方晶格更为耐磨，这就使得zA27合金的耐磨性优于黄铜。另一方面，3结论由剥层理论可知，磨损试样在高的接触应力作用下，(1)ZA27合金的耐磨性优于黄铜，挤压铸造可进会产生塑性流变，出现位错堆积，继而导致微裂纹，当其一步改善其耐磨性。扩展到一定尺寸时，便形成磨屑剥落下来。挤压铸造后圈(2)挤压铸造使铸态晶粒细化，硬质点相分布均Z

7、A27合金的铸态晶粒得到细化(图3)，使晶界边缘上匀，减小了应力集中程度，使裂纹钝化，从而改善了锌合的软相与硬质点相的分布更为均匀，从而使软基体承受金的耐磨性。的横向剪切应力趋于分散，数值变小，硬质点便不易脱落。同时也减小了应力集中程度，使裂皱钝化，难以继续参考文献扩展，减轻材料被剥离破坏的程度，自然使耐磨性提高。1MurphyStSavaskanT．Comparativewe~trBehaviourofZn^A1BasedAlloysinanAutomotiveEngineApplication．Weart198