陶瓷尺寸和体积分数对铝基复合材料磨损的影响



陶瓷尺寸和体积分数对铝基复合材料磨损的影响

通过使用不同粒度的SiC、B4C或Al2O3增强AA2124基体材料，以研究其摩擦学性能。用于增强的颗粒所占的体积分数分别为10%、20%和30%。基体材料和增强颗粒共同在600MPa、615℃的氩气条件下进行30min的压缩,然后与金属基复合材料（MMC）进行比较。未的AA2124样品和GGG40凸轮材料样品（包括感应淬火和未经处理的）也进行了摩擦磨损试验。摩擦磨损试验在旋转转速为900r/min、加载负荷为50N的干燥条件下进行。

试验结果如下。①20μm/30% SiC增强铝基复合材料的硬度可以达到约90%的感应淬火GGG40材料的硬度。②复合材料的磨损性能随着所含Al2O3体积分数的上升而下降。SiC和B4C复合材料随各自增强颗粒所占体积分数的增加,分别表现出了更高的耐磨特性。含有B4C和SiC成分的复合材料的耐磨性优于GGG40材料。一般来说，20μm/30%复合材料SiC可表现出了最佳的耐磨性能,对含有B4C的样品来说，B4C在10%体积分数时表现出最适宜的耐磨性能。③所使用的增强金属基复合材料的颗粒尺寸对复合材料的磨损率会产生重大影响。如果增强粒径小于基体材料的粉末粒度，磨损率会随着增强粒径的上升而下降。反之。增强粒径若大于基体材料的粉末粒度，磨损率会随着增强粒径的上升而上升。所以,基体材料的粉末粒度是影响复合材料磨损性能的一个关键点。④本研究所有测试样品的主要磨损机制为塑性屈服和分层,一些元素（如Fe和Cr）可以从相互磨损的另一面转移到复合材料的表面。⑤这些新材料由于具有质量轻、耐磨性好的特点，因此可用于发动机凸轮。

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作者：M.B. Karamıs et al

编译：罗涛