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SiCp-Cu增强ZA40合金复合材料的制备及性能研究

发布时间:2018-04-21 00:09

  本文选题:SiCp化学镀Cu + 颗粒增强 ; 参考:《北方民族大学》2017年硕士论文


【摘要】:高铝锌合金具有软基硬质结构,是一种很有潜质的耐磨材料,现阶段工业已经逐渐使用高铝锌基合金来代替铜基合金来制备耐磨零件。由于其熔点较低,作为一种减摩材料,工作时局部会高温,使其耐磨性能下降;其变形密排六方的原子排列方式导致塑性较差,限制了应用范围。通过颗粒增强的方法,向高铝锌中加入SiCp制备颗粒增强高铝锌基复合材料,能有效地改善其高温力学和耐磨性能。本研究采用机械搅拌半固态凝固方法来制备SiCp增强高铝锌基复合材料。本文研究了SiCp预处理工艺,SiCp在高铝锌熔液中均匀分散工艺,SiCp颗粒增强高铝锌基复合材料的微观组织结构、力学性能和耐磨性能等。本文采用化学镀的方法对SiCp进行了表面镀覆Cu的处理,提高了SiCp与基体的润湿性。分析了镀前预处理,镀覆工艺及参数对SiCp的镀覆效果和镀覆速度的影响,确定了最优参数。通过半固态机械搅拌方法制备出添加不同尺寸和含量的SiCp-Cu复合颗粒的高铝锌基复合材料SiCp-Cu/ZA40。利用扫描电镜、X射线衍射、摩擦磨损试验机、拉伸实验等分析手段,研究了SiCp-Cu的尺寸和含量对复合材料力学性能和摩擦性能的影响,得出以下结论:(1)工艺参数为温度40℃,镀液中酒石酸钾钠24g/L,硫酸铜16g/L时,SiCp镀覆Cu效果最好。(2)当SiCp-Cu含量越高,SiCp-Cu越细小,对α相枝晶的切断作用就越明显,组织就越细小、均匀。(3)SiCp-Cu/ZA40复合材料的硬度随着SiCp-Cu含量增加而增大,且SiCp-Cu尺寸越小增加效果越明显。(4)SiCp-Cu/ZA40拉伸强度受多重因素影响,当加入SiCp-Cu尺寸为1μm、含量为0.5wt.%时,其拉伸强度最大,达到453MPa,提高了52%。(5)SiCp-Cu/ZA 40复合材料磨损机制为磨粒磨损并伴有粘着磨损和极少量的氧化磨损。(6)当SiCp-Cu的尺寸和添加量分别为4μm、1.5wt.%时,其磨损量最低,耐磨性能最佳。
[Abstract]:High Al-Zn alloy is a potential wear-resistant material with soft and hard structure. At present, high Al-Zn base alloy has been gradually used to replace copper base alloy to prepare wear-resistant parts. Due to its low melting point, as a friction-reducing material, the wear resistance of the material decreases due to the local high temperature when it works, and its deformation and hexagonal atomic arrangement leads to poor plasticity, which limits its application scope. Particle reinforced zinc matrix composites were prepared by adding SiCp into high aluminum zinc by particle reinforcement, which can effectively improve the high temperature mechanical and wear resistance of the composites. In this study, SiCp reinforced high aluminum zinc matrix composites were prepared by mechanical stirring semi-solid solidification method. In this paper, the microstructure, mechanical properties and wear resistance of zinc matrix composites reinforced by sic _ p particles were studied. In this paper, the surface of SiCp was coated with Cu by electroless plating, which improved the wettability of SiCp and substrate. The effects of pretreatment, process and parameters on the coating effect and speed of SiCp were analyzed, and the optimum parameters were determined. SiCp-Cu / ZA40 high alumina zinc matrix composites with different size and content of SiCp-Cu composite particles were prepared by semi-solid mechanical stirring method. The effects of the size and content of SiCp-Cu on the mechanical and friction properties of composites were studied by means of X-ray diffraction, friction and wear tester and tensile test. Potassium sodium tartrate 24g / L, cupric sulfate 16g/L has the best effect on Cu plating.) when the content of SiCp-Cu is higher, the finer the SiCp-Cu is, the more obvious the cutting off of 伪 phase dendrite is, and the finer the microstructure is. The hardness of homogeneous SiCp-Cu / ZA40 composite increases with the increase of SiCp-Cu content. The smaller the size of SiCp-Cu is, the more obvious the tensile strength of SiCp-Cu- / ZA40 is affected by many factors. When the size of SiCp-Cu is 1 渭 m and the content of SiCp-Cu is 0.5 wt.%, the tensile strength is the highest. The wear mechanism of 52%.(5)SiCp-Cu/ZA 40 composites is abrasive wear with adhesive wear and a very small amount of oxidation wear. When the size and addition of SiCp-Cu are 4 渭 m and 1.5 wt.%, respectively, the wear rate is the lowest and the wear resistance is the best.
【学位授予单位】:北方民族大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB33

【参考文献】

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本文编号:1780050

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