无压浸渗SiCpAl复合材料干摩擦磨损性能研究.PDFVIP

第 27卷 第 5期 航 空 材 料 学 报 V o l1 27, N o15 2007年 10月 JOURNAL OF A ERONAUT ICAL MAT ER IA LS O ctobe r 2007 无压浸渗 SiCp /A l复合材料干摩擦磨损性能研究 吕一中 1, 2, 王宝顺 1, 3, 崔 岩 3, 赵会友 1, 曲敬信 1 ( 11 中国矿业大学 (北京 )机电 学院, 北 京 100083; 21 北 京工业 职业技术 学院, 北京 100042; 31 北京 航空材 料研 究院, 北京 100095) 摘要: 采用无压浸渗法制备了不同 S iC 颗粒体积分数以及不同 S iC 颗粒粒度的 A l基复合 材料。以硬质 合金 ( 80% W C + 20% Co) 为 对 摩 试样 进 行了 干 摩擦 试 验, 研 究 了颗 粒 体积 分 数 ( 15% , 25% , 35% , 45% , 55% )、颗 粒 粒度 以及载荷 对 复合材料干摩擦磨损性能的影响 。采用 和 分析 ( 110Lm, 63Lm, 45Lm ) ( 196N, 392N ) SiC p /A l SEM EDS 了铝合金基体、复合材料的磨损表面及磨损机理。研究结果表明, 颗粒体积分数在 15% ~ 35% 之间时, 复合材料的 耐磨性明显优于铝合金 基体。载 荷为 196N 时, 铝合金 的磨 损率 是 15% , 25% , 35% SiC p ( 110Lm ) /A l复合 材料的 21 16, 21 76, 21 07倍。 SiCp /A l复合材料的磨损率随着颗粒粒度的增加、载荷的减小而降低。 S iC 颗粒的 体积分数对 铝基复合材料的磨损率 和磨损机制有显著影响: S iC 颗粒体积分数存在一个最佳值 ( 25% ) , 此时复合材料的磨损率 最小, 耐磨性能最好。当体积分数小于 25% 时, 复 合材料磨损率随着体积分数的增加而下降, 磨损机制 以磨粒磨损 为主, 而当体积分数大于 25% 时, 复合材 料磨损率随着体积分数的 增加而上升, 磨损 机制以表 层剥落 磨损为 主, 同 时伴有磨粒磨损。 关键词: 无压浸渗; S iCp /A l复合材料; 摩擦磨损; 硬质合金 中图分类号: TB331 文献 标识码: A 文章编号: 1005-5053( 2007) 05-0053-05 由于硬质颗 粒的加入, S iC 颗粒增强铝基复合 时, 复合材料的耐磨性能得到提高, 这与 Rubaie[ 7] 材料表现出优良的耐磨性 [ 1~ 3] , 在一些耐磨工程领 等人的研究结果是一致的。 Venkataram an[ 8 ] 等人研 域 (如汽车驱动轴、气缸套、发动机活塞、刹车盘等 ) 究了颗粒体积分数 ( 10%, 20%, 30% , 40% )对复合 [ 4~ 6 ] 首先得到了应用 。然而, S iCp /A l复合材料摩擦 材料磨损性能的影响, 结果表明, 复合材料的磨损率 磨损是一个十分复杂 的过程, 影响因素众多 (颗粒 随着颗粒体积分数的上升而下降, M a[ 2 ] 等人也得到 尺寸、颗粒含量、外加载荷、对摩 材料等 )。因此近 了类似的结果。而 Sah in[ 9] 等人的研究