内生颗粒增强Al-10Sn复合减摩材料的研究

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寻找一种摩擦磨损性能好、成本低、无污染的新型轴承减摩材料是当今轴承减摩材料研究的一个重点。本文在对“Al-KBF4一K2TiF6-Na3AlF6”反应体系进行热力学分析的基础上,采用混合盐反应法制备了一种新型的铝基减摩材料—内生颗粒增强TiB2p/Al-10Sn复合减摩材料。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、万能材料硬度仪等仪器对复合材料的物相、组织、硬度进行了分析、观察和测定;在摩擦试验机上研究了复合材料和基体合金的滑摩擦磨损性能;最后对复合材料和基体合金的冷轧再结晶进行了较为系统的研究。 试验结果表明:(1)复合材料主要由α(Al),β(Sn)和TiB2三相组织,并未发现TiAl3等其他相。复合材料中内生TiB2颗粒呈近似球状,其尺寸约在0.8μm~1.5μm之间,主要分布在α(Al)与共晶β(Sn)的交界处,呈Sn包TiB2复相组织。(2)与基体合金相比,复合材料的承载能力和耐磨性显著提高,且在中高载荷时仍保持较好的减摩性,但低载时基体合金的减摩性较好。(3)随载荷的增加,材料的摩擦系数和磨损失重都有所增大。低载荷时以轻微磨粒磨损为主;在中高载荷时磨粒磨损加剧,并伴有轻微的粘着磨损和疲劳剥层;高载荷时出现了磨粒磨损和粘着磨损并重的磨损状态。(4)随冷轧变形程度的增加,复合材料和基体合金的近似等轴状的组织逐步被沿轧制方向拉长成典型的“纤维状组织”。冷变形量的增加使材料的硬度、强度等力学性能显著提高。(5)与基体合金相比,内生TiB2
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