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铝合金凭借其低密度,高热导率及良好的力学性能和耐蚀性等优点,在一些工业领域替代了钢。但铝合金耐磨性低,限制了其在摩擦相关领域的应用,因此致力于改善铝合金的耐磨性很有必要。本文以2024铝合金为基材,采用旋转摩擦挤压(RFE)法制备了体积比为1%~5%的CNTs/2024Al复合材料。研究了CNTs含量,热处理,摩擦载荷和摩擦速度对复合材料摩擦性能与磨损机理的影响。研究结果表明:RFE加工可得到表面成形良好,组织均匀细小,显微硬度分布均匀的CNTs/2024Al复合材料。RFE加工使铝合金基体中第二相粗化,数量减少,第二相与α-Al由基体的共格界面转变为半共格界面,导致硬度降低;加入CNTs后,第二相数量增多,显微硬度逐渐增加。经固溶时效热处理后复合材料中第二相数量增多,与α-Al为共格界面,显微硬度增加至基材以上。随着CNTs含量的增加,复合材料摩擦系数与磨损率均呈现出先减小后增加的趋势。当CNTs含量为4%时,摩擦系数与磨损率均达最低值,分别较基材降低了8%和49.1%。经固溶时效热处理后,复合材料摩擦系数与磨损率较热处理前有所减小。随着载荷的增加,复合材料摩擦系数与磨损率逐渐增大,摩擦载荷为40N时,摩擦系数与磨损率最小,分别较基材降低了9.7%和46.1%;当摩擦载荷为80N时,复合材料摩擦系数与磨损率接近基材,故摩擦载荷小于80N,CNTs可改善复合材料耐磨性。随摩擦速度的增加,复合材料摩擦系数与磨损率逐渐减小,当摩擦速度为400rpm时,摩擦系数与磨损率达最小值,分别较基材降低了11.4%和65.2%。复合材料磨损表面形貌随CNTs的增加而变化:CNTs含量为2%时,复合材料磨损表面形成了完整的界面膜,其磨损机理主要为轻微的粘着磨损;CNTs含量为5%时,复合材料磨损表面凹坑和犁沟增多,粘着磨损程度增加,同时存在磨粒磨损。经固溶时效热处理后,由于复合材料硬度的提高,使复合材料表面抗犁削能力增强,在CNTs含量为2%时,磨损机理同热处理前类似也为轻微的粘着磨损,CNTs含量为5%时,磨粒磨损程度减小。摩擦载荷较小时,复合材料磨损表面界面膜较平整,表面犁沟较多复合材料磨损机理以磨粒磨损为主;摩擦载荷较大时,复合材料磨损表面界面膜脱落严重,磨损机理以粘着磨损为主。摩擦速度较小时,复合材料磨损表面凹坑较多,凹坑面积较大而深,界面膜不完整,磨损机理主要为粘着磨损;摩擦速度较大时,复合材料磨损表面犁沟较多,磨损机理主要为磨粒磨损。