過共晶變形鋁硅合金的摩擦磨損性能.pdf

1、鋁合金中的過共晶鋁硅合金具有輕質、高強度、高耐磨、高耐熱性及較低的熱膨脹性，是一種理想的輕質耐磨材料。作為導電軌型材，過共晶鋁硅合金在經(jīng)濟性、使用壽命、生產(chǎn)工藝、運輸與安裝、導電性等方面較鋼鋁復合材料有優(yōu)勢。因此，過共晶鋁硅合金有著十分誘人的應用前景。課題以Al-16Si、Al-16Si-0.45Mg、Al-19Si-0.45Mg過共晶鋁硅合金為研究對象，對其進行熱擠壓變形，并將Al-16Si-0.45Mg合金經(jīng)540℃固溶保溫不同時間

2、后，進行不同溫度和不同保溫時間的時效處理。隨后進行特定條件下摩擦磨損性能測試，運用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、維氏顯微硬度計等分析測試手段，觀察過共晶鋁硅合金的組織和力學性能變化規(guī)律，分析不同熱處理態(tài)Al-16Si-0.45Mg合金的摩擦系數(shù)和磨損表面形貌的變化規(guī)律。獲得的主要結論如下:
　　1.半連續(xù)鑄造Al-16Si合金的組織由塊狀初晶硅、α-Al枝晶、(α+Si)共晶組織組成，Al-16Si-0.45Mg、Al-19Si-0

3、.45Mg合金的組織由塊狀初晶硅、α-Al枝晶、（α+Si）共晶組織和Mg2Si組成。
　　2.熱擠壓后的過共晶合金組織中硅相成細小的顆粒狀分布于Al基體上。Al-16Si-0.45 Mg合金經(jīng)固溶處理后硅相顆粒圓整度大幅度提高，隨固溶保溫時間延長，硅顆粒長大。
　　3.與Al-16Si合金相比，Al-16Si-0.45Mg、Al-19Si-0.45Mg合金的強度有所提高。Al-16Si-0.45Mg合金540℃固溶1.5小

4、時后，180℃時效3小時的屈服強度和抗拉強度分別達到270MPa、320MPa，比擠壓態(tài)分別提高107.69％、77.78％;伸長率降低60.12％。
　　4.Al-16Si、Al-16Si-0.45Mg、 Al-19Si-0.45Mg三種合金熱擠壓變形后的摩擦系數(shù)分別為0.2494、0.2144、0.1643。加入Mg元素有利于強化合金的性能，提高耐磨性;隨著合金中硅含量的增加，合金耐磨性增強。
　　5.Al-16Si-0

5、.45Mg合金T6熱處理后摩擦系數(shù)由0.2144降低到0.1908，降低了12.37％。延長固溶處理保溫時間，硅顆粒尺寸長大，增加了支撐載荷的作用，合金耐磨性增強，摩擦系數(shù)降低。在相同的時效條件下，固溶保溫5小時和10小時的合金較保溫1.5小時的合金摩擦系數(shù)顯著降低。
　　6.過共晶鋁硅合金磨損機理是微觀切削和脆性剝落磨損共同疊加作用的結果，磨損表面形貌由平行于滑動方向的犁溝和剝落坑組成。對磨損機理的分析表明，磨損主要為磨粒磨損，