硼酸鎂（硼酸鋁）晶須增強鎂基復合材料摩擦磨損性能研究.pdf

1、鎂合金由于高的比強度、比模量、良好的阻尼減震性等優(yōu)點可望成為汽車、航空航天領(lǐng)域有應用前景的材料。但是現(xiàn)有的材料存在硬度低、耐磨性差的缺點，不能應用于對耐磨性要求較高的場合。在保持其原有優(yōu)點的情況下，添加增強相是提高其硬度和耐磨性的有效方法。并且這種方法已成為當今材料研究最活躍的領(lǐng)域之一，代表著下一代新型材料的發(fā)展方向。 本文采用真空氣壓滲流法制備出了組織均勻，力學性能大幅提高的硼酸鎂(硼酸鋁)晶須增強鎂基復合材料。在MS-T30

2、00型摩擦磨損試驗機上評價了其在潤滑與干摩擦兩種工況下，不同載荷、不同滑動速度時的滑動摩擦磨損性能，并借助現(xiàn)代材料表征手段對磨損機理進行了分析。 對于液體石蠟潤滑條件下MgEB2O5w/AZ91D復合材料而言，研究結(jié)果如下： 復合材料的磨損都經(jīng)歷了摩擦系數(shù)波動較大的跑和磨損階段和摩擦系數(shù)相對穩(wěn)定的穩(wěn)定磨損階段。與基體合金相比，復合材料的摩擦系數(shù)在低載荷時波動較小，其值也遠低于基體合金。 當滑動速度一定時，復合材料

3、的磨損存在一個臨界載荷。臨界載荷將復合材料的磨損劃分為輕微磨損與劇烈磨損兩種階段。當載荷低于臨界載荷時，與基體合金相比，復合材料的耐磨性大大提高。而當載荷超過臨界載荷時，復合材料的耐磨性變差?；瑒铀俣?m/s、2m/s、3m/s、5m/s對應的臨界轉(zhuǎn)變載荷分別為25N、18N、10N和5N?？梢?，隨著滑動速度的增大，復合材料臨界載荷有向低載荷轉(zhuǎn)變的趨勢。 進一步的研究表明：復合材料由輕微磨損階段向劇烈磨損階段轉(zhuǎn)變的啟動與滑動速度

4、和載荷兩者乘積有關(guān)。并發(fā)現(xiàn)臨界PV值為36kgm2s-3，當試驗的PV值低于36kgm2s-3，復合材料的磨損處于輕微磨損階段。而當試驗載荷高于36kgm2s-3時，復合材料的磨損就進入了嚴重磨損階段。 通過SEM、XRD等手段對復合材料的磨面與磨屑進行了分析，發(fā)現(xiàn)復合材料在輕微與劇烈磨損階段的主導磨損機制分別為犁削和剝層。 此外還對Mg2B2O5w/AZ91D復合材料在干摩擦與Al18B4O33w/AZ91D復合材料在