球团及杆状硅相复合增强金的结构及其耐磨性研究摩擦学学报.PDFVIP

第 18 卷　第 2 期 摩 擦 学 学 报 18, 　 2 V o l N o 1998 年 6 月 TR IBOL O GY J un , 1998 ( ) 研究论文 136～ 140 球 团及 杆 状 硅 相 复 合 增 强 ZA 27 合 金 的结构及其耐磨性研 究 赵浩峰　韩世平 (太原理工大学材料科学与工程系　太原　030024) 摘要　通过对钠盐处理含硅质量分数为 3. 0%～ 6. 0% 的ZA 27 合金组织进行电镜观察, 发现其 球团硅相表面生长有杆状共晶硅相. 通过干摩擦试验和表面分析结果表明, 这种带有杆状共晶 硅的球团硅相在摩擦过程中较牢固地嵌于基体中不易脱落, 因而可增强 ZA 27 合金并改善其耐 磨性. 而共晶杆状硅团簇的割裂基体及降低韧性的问题可通过振动凝固方式解决. 关键词　共晶硅相　增强 ZA 27 合金　耐磨性　冲击韧性 分类号　TB 33 1 ZA 27 合金因其 良好的抗磨减摩性已成功地替代一些铜合金用于制造某些易磨损零 [ 1 ] 件. 为了进一步提高该合金的耐磨性, 可在其中加入陶瓷颗粒或纤维 , 但由于添加的增强 体与基体金属在物理化学及机械性能等方面的较大差异, 使体系中各组份之间相容性差, 材 料成形困难, 制造成本较高. 也有人在锌铝合金中加入 Si 以形成硬质硅相来提高合金的耐 磨性[2, 3 ] , 而硅相形态对材料耐磨性的作用机理影响的研究报导较少. 本文通过用钠盐处理 硅相增强合金, 考察了在钠作用下硅相形态的变化及其对合金耐磨性及冲击韧性的影响. 1　实验部分 ( ) 合金试样 由锌锭 含 Zn 99. 99% , 以质量分数计, 下同 和铝硅中间合金配制, 组分为 25%～ 30% 铝和 3. 0%～ 6. 0% 硅, 余量为 Zn , 在电阻坩埚炉中熔化, 利用 自制钠盐混合物 作处理剂. 在盐酸溶液中将合金基体全部腐蚀掉, 沉淀提取出的硅相分别用稀盐酸、蒸溜水 洗净, 用 SEM 观察硅相的形态. 磨粒磨损试验在湿砂胶轮磨损试验机上进行, 磨轮转速为 240 , 法向正压力为 70 , 预磨及磨损行程各为 1 000 , 磨粒为水洗石英砂. 试样尺寸 r m in N r 为 25 mm ×57 mm ×6 mm , 试样在磨损试验前后均清洗烘干, 在光电天平上称重后计算磨 损质量损失. 2　试验结果及讨论 2. 1　硅相增强 ZA 27 合金中共晶硅相形态的变化 用 SEM 观察用钠盐处理得到的合金组织和杆状共晶硅的形态如图 1 所示. 可知, 杆状 山西省归国留学人员基金项 收到初稿, 1998060 1 收到修改稿本文通讯联系人赵浩峰. 赵浩峰　男, 4 1 岁, 硕士、副教授, 目前主要从事铸造新材料及新工艺的研究, 发表论文 30 余篇. 韩世平　男, 33 岁, 在读硕士生、讲师, 主要从事金属材料研究. 第 2 期 赵浩峰等: 　球团及杆状硅相复合增强 ZA 27 合金的耐磨性研究 137 共晶硅相辐射生长并以团状形式分布在基体中. 显然这种形态既不同于未用钠盐处理的锌 铝硅合金, 也不同于通常的铝硅合金. 根据铝硅合金的变质理论, 钠一方面能提高铝固溶体 ( ) 的化学位,