Al-ZrSiO4金属基复合材料干摩擦性能的试验研究与模型化



Al-ZrSiO4金属基复合材料干摩擦性能的试验研究与模型化

Al基复合材料由于具有低密度、高强度、生态友好以及低成本等特点而使其在诸如汽车、运输机械、航空等领域应用。由于工艺流程简单和增强材料的多样性使许多研究者把注意力放在颗粒增强复合材料上，并已经对天然颗粒增强复合材料的制造方法及性能进行了研究。锆砂（ZrSiO4）增强复合材料是重要的工业材料，其采用搅拌铸造工艺并研究了所获得样品的性能，在销盘试验机上进行过磨粒磨损试验。预测磨损率是很困难的事，因为这不是材料固有的特性，而是系统的函数。开发出了预测铝基复合材料磨损率的理论模型，变数分析使之有可能找到最佳试验参数。对锆砂增强复合材料的研究不多，预测磨损率的理论模型尚未建立。本文对磨损参数的影响进行了详细讨论并建立起磨损率预测数学模型。

选择的LM25合金的成分为Al- 6.72Si- 0.4Fe- 0.2Cu- 0.50Mg，所用锆砂颗粒平均粒度分别为63、88、105、125、149μm，ZrSiO4的体积百分比在5%～25%范围内变化，每级差5%。试验样品采用搅拌铸造工艺，经固溶处理和人工时效。使用销盘磨损试验机来评价磨损特性。

借助于响应表面法（RSM: Response Surface Method）建立了预测该复合材料磨损率的数学模型，即磨损率Wr=f（V，P，L，S，D）。在5个因素中，体积百分比V、颗粒尺寸P和滑动速度S对磨损率有负贡献；施加载荷L、滑动距离D有正贡献。

刊名：Materials Science and Technology（英）

刊期：2013年第4期

作者：S.Vijayakumar L. Karunamoorthy

编译：张英才