Gr+Al2O3-Al復(fù)合材料的組織與摩擦磨損性能.pdf

1、顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料具有較高的比強(qiáng)度、比剛度和高溫力學(xué)性能,良好的耐磨性能和導(dǎo)熱性能,在航空航天、兵器工業(yè)、民用汽車工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。與目前國內(nèi)外制備復(fù)合材料的其他方法相比,往復(fù)擠壓法是一種新的制備方法,不但工序簡單,制造成本低,而且制得的復(fù)合材料組織均勻致密,具有廣闊的應(yīng)用前景。本試驗(yàn)將石墨粉、Al203粉和鋁粉用“聚乙二醇+無水乙醇”濕混后,采用往復(fù)擠壓法制備Gr+Al203/Al復(fù)合材料,利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(

2、SEM)、X射線衍射分析(XRD)分析復(fù)合材料的組織與相組成,測試復(fù)合材料的室溫力學(xué)性能和摩擦磨損性能,旨在為研制出具有較好的室溫力學(xué)性能,優(yōu)異的抗擦傷,低磨損率,組織均勻致密的Gr+Al203/Al復(fù)合材料做前瞻性的探索。具體研究結(jié)果如下：(1)采用往復(fù)擠壓法可以制備致密度高達(dá)99.5％以上的Gr+Al203/Al復(fù)合材料,氧化鋁顆粒和石墨顆粒被細(xì)化并均勻分布在鋁基體中。(2) Gr+Al2O3/Al復(fù)合材料的室溫拉伸性能與石墨含量、

3、擠壓道次有關(guān)。石墨含量越高,Gr+Al2O3/Al復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度越低,延伸率、斷面收縮率越小。當(dāng)石墨含量為1vol%時(shí),RE-2-1vol%Gr+Al2O3/Al復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率、斷面收縮率分別為66.3MPa、108.0MPa、21.8%、18.2%;當(dāng)石墨含量增至5vol%時(shí),RE-2-5vol%Gr+Al2O3/Al復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率、斷面收縮率分別為62.4MPa、101.7M

4、Pa、11.0%、9.2%。擠壓道次越高,Gr+Al2O3/Al復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度越高,延伸率、斷面收縮率越大。當(dāng)往復(fù)擠壓為1道次時(shí),RE-1-3vol%Gr+Al2O3/Al復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率、斷面收縮率分別為63.0MPa、102.5MPa、12.2%、10.3%；當(dāng)往復(fù)擠壓增至4道次時(shí),RE-4-3vol%Gr+Al2O3/Al復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率、斷面收縮率分別為67.1MPa、109

5、.3MPa、22.2%、18.7%.(3)石墨能有效降低Gr+Al2O3/Al復(fù)合材料的摩擦系數(shù)和磨損率,提高摩擦穩(wěn)定性。隨石墨含量的增加,摩擦系數(shù)逐漸減小,摩擦穩(wěn)定性提高,而磨損率先增加后減小。未加石墨時(shí),RE-2-Al2O3/Al復(fù)合材料的摩擦系數(shù)為0.6750,磨損率為0.3362；當(dāng)加入5vol%石墨時(shí),RE-2-5vol%Gr+Al2O3/Al復(fù)合材料的摩擦系數(shù)變?yōu)?.3689,磨損率降至0.2236。摩擦系數(shù)降低了45.3%