原位自生TiB2-XA27復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、鋅鋁合金由于優(yōu)異的摩擦磨損性能以及較低的熔融溫度，使其具有取代傳統(tǒng)的青銅與鐵基鑄造合金，用以生產(chǎn)耐磨部件的潛能。研究表明鋅基復(fù)合材料不僅耐磨擦磨損性能優(yōu)異，而且在高溫下具有很好的尺寸穩(wěn)定性。最近，原位自生制備工藝有了較大發(fā)展，其增強(qiáng)顆粒是在熔體內(nèi)部通過化學(xué)反應(yīng)得到的。相比于傳統(tǒng)的非原位自生工藝，所得增強(qiáng)顆粒尺寸細(xì)小、分布彌散、界面結(jié)合強(qiáng)度高，增強(qiáng)相在熱力學(xué)上具有穩(wěn)定性，導(dǎo)致更好的力學(xué)性能與耐磨性能。文獻(xiàn)中已經(jīng)報(bào)道了很多鋁、鎂、銅、鐵基復(fù)

2、合材料，但是在制備鋅基復(fù)合材料方面，關(guān)于原位自生法的制備工藝、力學(xué)性能和耐磨性能的研究還很少見。
　　本文目前的工作主要集中在利用混合鹽反應(yīng)法制備原位自生xTiB2/ZA27(x=1，3，5wt.％)復(fù)合材料，并對(duì)其制備工藝、鑄態(tài)組織、力學(xué)性能和磨擦性能進(jìn)行研究。
　　通過顯微組織觀察與力學(xué)性能測(cè)試可知:所得原位生成TiB2顆粒細(xì)小均勻，形狀規(guī)則，在基體中呈彌散分布，未發(fā)現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象。由于原位自生TiB2顆粒的引入，使得基體合

3、金的組織有了明顯的細(xì)化，而且細(xì)化的效果隨著TiB2顆粒含量的增加，更加明顯。原位自生TiB2/ZA27復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和硬度隨著TiB2顆粒含量的增多逐漸提高，而伸長率逐漸降低。其中，5 wt.％TiB2/ZA27復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度為440MPa，硬度為129HB，相比于ZA27合金分別提高了18.9％、21.7％，而延伸率為1.5％，相比于ZA27合金降低了46.7％。原位自生TiB2/ZA27復(fù)合材料為典型的脆性斷裂，強(qiáng)化機(jī)理包括

4、細(xì)晶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化。
　　相比于ZA27合金，原位自生TiB2/ZA27復(fù)合材料的磨損量與摩擦系數(shù)均明顯減小，且隨著TiB2顆粒的含量的增加逐漸下降。通過對(duì)磨損面及其亞表層結(jié)構(gòu)的SEM形貌的分析可以看出，由于加入了TiB2顆粒，材料的磨損機(jī)制發(fā)生了變化。ZA27合金的磨損主要屬于“粘著+磨?！蹦p的混合型摩擦機(jī)制，原位自生TiB2/ZA27復(fù)合材料的磨損主要是磨粒磨損機(jī)制。ZA27合金與原位自生TiB2/ZA27復(fù)合材料