硼酸镁晶须增强铝基复合材料摩擦磨损性能研究论文.pdf

Qinghai University
Master Dissertation




Friction and wear behavior of Mg2B2O5
reinforced aIuminum posite
materials



Supervisor: Prof. Lirong LI
Candidate: Chen Geng
Academic Major Applied for: Material Science
Specific Major: Metal Material Processing
College (Department): School of Mechanical Engineering




April, 2012
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青海大学硕士学位论文摘要
摘要
本文通过采用机械超声混合搅拌法制备出积分数为 2%的硼酸镁晶须增强
6061 铝基复合材料,其中硼酸镁晶须分为未涂覆晶须,涂覆 CuO 晶须和涂覆 ZnO
晶须三种。摩擦磨损试验在球盘式摩擦磨损试验机上进行,摩擦副为 45 号钢球。
对硼酸镁晶须增强 6061 铝复合材料在干摩擦和液体石蜡润滑摩擦条件下的摩擦
磨损性能进行了分析和研究。
干摩擦磨损试验表明:在相同情况下,四种材料(基体、未涂覆晶须增强铝
基复合材料、涂覆 CuO 晶须增强铝基复合材料、涂覆 ZnO 晶须增强铝基复合材
料)中涂覆 ZnO 晶须增强 6061 铝基复合材料的磨损率最低。而且,随着载荷与
滑动速率的增加,复合材料的摩擦系数逐渐变小,磨损率随之增大,复合材料的
摩擦磨损机制由低载低速时的粘着磨损逐渐向高速高载下得严重磨粒磨损转变。
液体石蜡润滑摩擦磨损实验表明:在相同情况下,基体和复合材料摩擦系数
随着载荷和滑动速率的增加而减小,且基体和复合材料的磨损率随载荷和磨损速
率的增加而明显的增大,且基体和复合材料均存在一个临界载荷和临界滑动速
率。当载荷和滑动速率到达临界值后,磨损速率均急剧增大,此时材料的摩擦磨
损机制可能由微磨损向严重磨损转变。
关键词:铝基复合材料 Mg2B2O5 晶须干摩擦磨损润滑摩擦磨损

I
青海大学硕士学位论文 Abstract
Abstract
The friction and wear properties of Mg2B2O5 whisker reinforced 6061Al matrix
composites fabricated via power ultrasonic-stir casting process were investigated
using a ball-on-disk wear-testing machine against a GCr45 steel counterface under dry
sliding and lubricated conditions. The reinforcements include as-received Mg2B2O5
whiskers and Mg2B2O5 whiskers coated with CuO and ZnO. The volume fractions of
posites were 2%.
Under dry sliding, the relationship between the wear rate and the coe