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挤压铸造锌铝合金力学性能及摩擦磨损性能的研究

石瑛楠  
【摘要】: 本文研究了挤压铸造ZA27合金力学性能及摩擦磨损性能。分析了挤压压力和工作参数对ZA27合金摩擦磨损性能的影响;并且分析了热处理工艺对挤压铸造ZA27合金摩擦磨损性能的影响。 试验结果表明:挤压铸造可以显著的提高ZA27合金的常温及高温力学性能,与铸态合金相比较,常温下,挤压铸造ZA27合金的强度指标提高18%以上,硬度指标提高24%以上,伸长率提高到12.3%。随着温度的升高,ZA27合金的强度降低而伸长率增加。与铜合金相比,ZA27合金无论在摩擦系数还是磨损量方面,都要优于铜合金,挤压铸造进一步提高了ZA27合金的摩擦磨损性能。 随着载荷的增加,挤压铸造ZA27合金的摩擦系数减小,磨损量先减少后增加,在载荷为100N时合金的摩擦磨损性能是比较好的,这说明挤压铸造ZA27合金适合在重载的条件下工作;研究滑动速度对挤压铸造ZA27合金摩擦磨损性能的影响,结果表明挤压铸造ZA27合金在较低滑动速度时,其摩擦系数较低,磨损量较小;挤压铸造ZA27合金与45~#钢作摩擦副时的摩擦磨损性能要优于与ZA27合金时的性能,这是因为ZA27合金同质配合时,摩擦区表面有高的结合能,粘着磨损较为严重;挤压铸造ZA合金不适宜在干摩擦条件下工作;随着温度的升高,ZA27合金的摩擦系数增加,磨损量增加。因此,常温时,挤压铸造ZA27合金在转速为200r/min,载荷为100N,摩擦副为45~#钢,20~#机油润滑条件下,其摩擦磨损性能较好,摩擦系数为0.054,磨损量为0.0031g。 磨粒磨损试验结果表明:随着磨粒粒径的增加,磨损量增加,同时由于ZA27合金的硬度H_m小于0.8倍的磨粒的硬度Ha,所以挤压铸造ZA27合金的磨粒磨损区域为高磨损区。 研究了热处理工艺对挤压铸造ZA27合金摩擦磨损性能的影响,试验结果表明,热处理工艺为320℃×8h水淬+250℃×6h时,其摩擦磨损性能较好,摩擦系数为0.0242,磨损量为0.0020g。


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