不同热处理下SiC_(p)/2024Al复合材料摩擦磨损性能及机理

摘要

颗粒增强铝基复合材料因具有质量轻、强度高和耐磨等优点,是发展轻量化制动部件的优良备选材料。采用由压力浸渗法制备的SiC_(p)/2024Al复合材料,与GCr15钢球进行干滑动摩擦磨损实验,探究其在T4和T6热处理以及不同载荷和滑动速度下的磨损机理和摩擦学性能,并与2024铝合金进行了对比实验,探究了SiC颗粒的加入对磨损机理的影响。结果表明:高硬度SiC颗粒的加入明显提高了材料的耐磨性,SiC_(p)/2024Al复合材料相较于2024铝合金具有更高且稳定的摩擦系数,T6热处理工艺相较于T4工艺降低了复合材料的摩擦系数和磨损率;复合材料的磨损机制主要为剥层磨损,2024铝合金的磨损机制为磨粒磨损,SiC颗粒的加入引起了磨损机理的转变;磨损过程中亚表层颗粒在低速低载情况下能保持较为完整形态,起保护减磨作用,而在高速高载情况下更易破碎形成微观缺陷,加快亚表层微裂纹的扩展。