AZ91D镁合金摩擦磨损行为及机理研究.pdf

兰州理1 = 大学碗上学位论文摘要摘要A Z 9 1 D 镁合金具有良好的铸造性能、力学性能，是应用最广的镁合金之 一但其凝固温度范围宽，很容易形成缩松缺陷，而且对其摩擦磨损性能方面 的研究目前甚少，急需深入而新型的触变成型技术兼有液态和固态成形的特 点，能寿效减少或消除缩松所以，本文对触变成形A Z 9 1 D 镁合金( 简称T h F ) 的摩擦磨损行为进行了研究 在P i n —o n —D i s c 接触模式下的干磨损实验，研究了触变成形A Z 9 1 D 镁合金 以及经过固溶和时效热处理后的摩擦磨损行为，并与传统铸造A Z 9 1 D 镁合金 ( 简称C C ) 进行对比根据摩擦系数的稳定性及耐磨性，探索出最佳的触变 成形工艺参数，并结合磨面、磨屑形貌及成分分析，讨论了不同载荷下的磨损 机理结果表明，比较理想的触变成形参数为：坯料加热时间为6 0 m i n 、坯料 加热温度为5 8 5 ℃和模具预热温度为3 0 0 ℃随着载荷的增加，c C 材料的磨损 机制从氧化磨损、磨粒磨损为主逐渐转变为磨粒磨损、粘着磨损和熔融磨损， 而T h F 材料的磨损机制从氧化磨损为主逐渐转变为轻微剥层磨损、轻微粘着磨 损和严重粘着磨损。

即同样条件下，T h F 材料的磨损程度比C C 材料轻，触变 成型有效地提高了材料的耐磨性经固溶、时效处理后，都不同程度提高了材 料摩擦系数的稳定性，固溶处理对材料磨损率影响较小，时效处理对磨损率影 响较复杂 同时，研究了触变成型A Z 9 1 D 镁合金在往复滑动、F l a t —O i l —D i S C 接触模 式下的干摩擦磨损行为结果表明：触变成型A Z 9 1 D 镁台金的滑动磨损行为分 为两大类，即轻微磨损和严重磨损，轻微磨损可以分为以氧化磨损、磨粒磨损 为主的磨损和以磨粒磨损、轻微剥层磨损为主的磨损，严重磨损分为由严重塑 性变形引起的磨损( 严重剥层磨损) 和熔融磨损从磨损机制转变过程中所伴 随的磨损率突变，判断出磨损机制转变发生时所对应的载荷和滑动速度，并以 磨面形貌、磨屑形貌及成分以及磨面温度的的变化进一步证实磨损机制的转变除熔融磨损外，每一种磨损机制所对应的磨面温度都与表达式( F ' ／4 V “2 ) 存 在函数关系试验确定，轻微磨损到严重磨损的转变发生在摩擦面温度为7 5 ℃±5 “ C 左右基于上述特征绘制了触变成型A Z 9 1 D 镁合金的磨损机制图。

关键诃：A Z 9 1 D 镁合金摩擦磨损摩擦系数磨损率磨损机制图兰州理工人学硕士学位论文A B S T R A C TA Z 9 1 Da l l o yi so n eo f t h em o s tc o m m e r c i a lm a g n e s i u ma l l o y sb e c a u s eo fi t sg o o df o u n d r yp r o p e r t i e sa n dm e c h a n i c a lp r o p e r t i e s ．H o w e v e r , p o r o s i t yc a l lb ee a s i l yf o r m e di nt h ec a s t i n g sd u et oi t sw i d es o l i d i f i c a t i o nr a n g e ．T h ei n v e s t i g a t i o n so ni t sw e a rb e h a v i o ra r ev e r ys c a r c e ．w h i c hn e e d st ob ei n t e n s i v e l ys t u d i e d ．T h en o v e lt h i x o f o r m i n gt e c h n i q u eC a ns i g n i f i c a n t l yr e d u c eo re l i m i n a t ep o r o s i t y ．T h e r e f o r e ，i nt h i st h e s i s ，t h ew e a rc h a r a c t e r i s t i c so ft h i x o f o r m e d ( 1 1 l F ) A Z 9 1 Da l l o yw e r ei n v e s t i g a t e d ． T h ef r i c t i o na n dw e a rc h a r a c t e r i s t i c so ft h i x o f o r m e dA Z 9 1 Da l l o yw e r es t u d i e du n d e rd r yf r i c t i o np i n - o n ．d i s kc o n d i t i o n s ，a sw e l la st h o s eo ft h es o l i ds o l u t i o nt r e a t e da n da g e dA Z 9 1 Da l l o y s ．F o rc o n t r a s t ，t h ew e a rb e h a v i o r o fc o n v e n t i o n a l l yc a s t i n gf C C lA Z 9 1 Da l l o yW a sa l S Os t u d i e d ．A c c o r d i n gt ot h es t a b i l i t vo ff r i c t i o nc o e f f i c i e u ta n dw e a l “ r e s i s t a n c e ．t h eo p t i m a lt h i x o f o r m i n gp a r a m e t e r sw e r ec o n f i r m e d ．T h ew e a rm e c h a n i s m sw e r ea l S Od i s c u s s e db ya n a l y z i n gt h em o r p h o l o g i e so fw o ms u r f a c e sa n dw e a rd e b r i s ，t h ec h a n g e si nw e a rr a t ea n df r i c t i o nt o e m c i e n t ．T h er e s u l t ss h o w e dt h a to p t i m a lt h i x o f o r m i n gp a r a m e t e r sw e r e ：h e a t i n gt e m p e r a t u r eo f5 8 5 ℃．h e a t i n gt i m eo f6 0 m i na n dm o u l dp r e h e a t i n gt e m p e r a t u r eo f3 0 0 。

C ．1 1 1 ew e a rm e c h a n i s mo fC Ca l l o yg r a d u a l l y c h a n g e di nt u r nf r o mo x i d a t i o na n da b r a s i v ew e a l “ t oa b r a s N ew e a r ya d h e s i v ew e a r a n dm e l tW e a rw i t ht h ei n c r e a s eo fl o a d i n g ．B u tf o rt h e1 1 l Fa l l o y , t h em e c h a n i s mc h a n g e df r o mo x i d a t i o nw e a rt om i l dd e l a m i n a t i o nw e a r , m i l da d h e s i v ew e a ra n ds e v e r ea d h e s i v ew e a r ．T h a ti st os a y , t h ew e a rr e s i s t a n c eo ft h eT h Fa l l o yi sb e R e rt l l a nt h a to ft h eC Ca l l o y , a n dt h et h i x o f o r m i n gi m p r o v e dt h ew e a rr e s i s t a n c e ．T h es o l i ds o l u t i o nt r e a t m e n ta n da g et r e a t m e n ta l li m p r o v e dt h es t a b i l 浙o fa v e r a g ef r i c f i o nc o e 街c i e n t ．T h ei n f l u e n c eo fs o l i d s o l u t i o nt r e a t m e n to nw e a rr a t ew a sv e r ys m a l lw h i l e 也ee f f e c to f a g i n gW a sq u i t ec o m p l i c a t e d ．A tt h es a m et i m e ．t h ef r i c t i o na n dw e a l “ b e h a v i o r so ft h e1 1 1 FA Z 9 l Da l l o y u n d e rd r yf r i c t i o nr e c i p r o c a t i n gs l i d i n gm o t i o nw e r ea l S Os t u d i e d ．n l er e s u l t si I l d i c a t e dt h a tt h es l i d i n gw e a rm e c h a n i s mo ft h ea l l o yi n c l u d e dt w ok i n d s ，m i l d w e a ra n ds e v e rw e a r ．T h em i l dw e a rc o m p r i s e do x i d a t i o na n da b r a s i v ew e a ra n da b r a s i v ea n dm i l dd e l a m i n a t i o nw e a rw h i l et h es e v e r ew e a ri n c l u d e ds e v e r ep l a s t i cd e f o r m a t i o nw e a ra n dm e l tw e a l ' ．n l el o a d i n ga n ds l i d i n gv e l o c i t yc o r r e s p o n d i n gt ot h ew e a rm e c h a n i s mc h a n g ew e r eo b t a i n e df r o mt h ev a l u e so fl o a d i n ga n ds l i d i n gv e l o c i t yc o r r e s p o n d i n gt oas h a r pc h a n g ei nw e a rr a t e ．T h ew e a rm e c h a n i s mc h a n g e w a sf u r 。