锰铝青铜的摩擦学性能研究

发布时间：2017-11-10 10:17

  本文关键词：锰铝青铜的摩擦学性能研究

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【摘要】：减磨耐磨金属材料被广泛应用于滑动轴承、蜗轮等滑动摩擦副。本论文采用真空熔炼法制备了锰铝青铜合金,利用光学金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计、摩擦磨损试机、三维形貌轮廓扫描仪等分析测试方法,研究了锰铝青铜合金的显微组织、硬度以及不同工况条件的摩擦磨损性能。得到以下结论:(1)铝含量对锰铝青铜的显微组织结构和性能有着重要的影响。铝含量为4wt%,合金的组织由ɑ-Cu+少量K相组成;当铝含量为6~8wt%时,合金组织由α-Cu+β两相组成,当铝含量高于8wt%时,合金组织为β单相组织;锰铝青铜的显微硬度随着铝含量的增加而显著提高。(2)β单相组织锰铝青铜具有比α-Cu单相组织和α+β两相组织的锰铝青铜较好的力学性能和摩擦学性能。在干摩擦条件下β单相组织锰铝青铜的磨损率低至4.45E-15 m3/(m·N);油润滑条件下磨损率为2.89E-19 m3/(m·N);300℃条件下磨损率为4.31E-14 m3/(m·N)。(3)在试验成份范围内,随着锰含量的增加,锰在β组织锰铝青铜中的固溶度增大,显微硬度提高,但对合金的摩擦磨损性能影响不大;添加少量的硅元素,合金中产生Mn2Si等金属间化合物,显微硬度显著提高。含硅β组织锰铝青铜表现出较低的摩擦系数与较高的耐磨性能。(4)对比研究了巴氏合金、磷青铜的摩擦磨损性能。实验结果表明:β组织锰铝青铜合金在干摩擦、油润滑、高温、腐蚀、高低载荷与转速等条件下都具有良好的力学以及摩擦学性能。在干摩擦条件下,β组织锰铝青铜合金磨损机制为磨粒磨损。磷青铜的磨损机制为黏着磨损和磨粒磨损共同作用的机理。巴氏合金由于基体较软,摩擦过程发生塑性剪切形成大量裂纹和剥落磨屑。其中含硅β组织锰铝青铜合金在不同工况下都具有较高的稳定性,减磨和耐磨性能也远优于磷青铜、巴氏合金。
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF811;TG146.11

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本文编号：1166200