在 摩擦学的发展 1687 - 5923 1687 - 5915 Hindawi 10.1155 / 2020/3761745 3761745 研究文章 负载对共晶硅的摩擦学特性的影响增强 n状态”2O3在干滑动条件下 https://orcid.org/0000 - 0002 - 4793 - 843 x Srivyas Pranav Dev Charoo 硕士 De Baets 帕特里克 机械工程系 国家研究所的技术 斯利那加 印度 int.gov.br 2020年 7 2 2020年 2020年 05年 10 2019年 17 12 2019年 7 2 2020年 2020年 版权©2020 Pranav Dev Srivyas和硕士Charoo。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

先进复合材料是新一代的材料。因此,研究的重点是确定共晶铝硅合金的摩擦学性能增强和(2、4、6、8和10 wt %) n状态”2O3对镀铬在干滑动条件下钢球。新奇的工作是制造这种元素的复合试样的成分,这是没有做过的。火花等离子烧结(SPS)非传统加工方法用于制造先进复合材料样品。摩擦系数(咖啡),研究了复合材料的磨损率的样本在高负载下,不同从50 N - 300 N,使用ball-on-disc摩擦计配置,与其他参数如中风、频率、滑动距离,和滑动速度保持不变在2毫米,30 Hz, 120米,分别和0.120 m / s。减少磨损体积的先进的综合报道范围15.45 - -44.58%相比基合金(共晶铝硅合金)。增加摩擦系数范围在28.80 - -35.65%相比,基础矩阵的合金材料。也报道,磨损率增加和复合试样的摩擦系数随载荷的增加而减小tribo-pair。观察到,增加钢筋wt %。影响复合材料的摩擦磨损行为。磨损机制在高负载特点是塑性变形,粘附,分层和磨损。预处理和postcharacterization表面和磨损的痕迹,扫描电子显微镜(SEM)电子色散能谱(EDS)、三维表面轮廓曲线仪,光学显微镜。 This work aimed to investigate the influence of load on the tribological properties of Al-Si eutectic reinforced n状态”2O3在干滑动条件下。它的主要目的是提供一种新的贡献这些复合材料的摩擦学的行为使用非传统火花等离子烧结方法制作的。

 1。介绍

磨损是材料的去除一个或两个表面或表面损伤,当一个或两个表面滑动或滚动运动,或在一个动态的影响相对于其他表面。穿是突出的问题,造成连续损失的材料,进一步导致成本增加1 - 4%由于材料的低效率和降低材料的实际生活及其组件在各种工程应用[ 1]。严重一直努力降低材料的磨损,增加组件的生活,从而提高材料的耐久性。提高耐久性和修改的大部分属性材料,某些修改如表面处理过程,包含增援的基质材料,在材料和涂料的应用。铝及其合金广泛应用于产业如今[ 2]。在所有的商业知道铝合金,铝硅合金展示迷人的力学和摩擦学性能,如高强度重量比,好穿阻塞,低的热膨胀系数,导热性好,耐腐蚀。铝硅二元合金发现广泛应用在汽车行业(IC引擎组件),航空航天工业,海洋应用程序中高速旋转机械等。 3- - - - - - 5]。铝硅二元合金的性能取决于其微观结构。微观结构由铝作为主要在过共晶的阶段,如果作为主要阶段的共晶和亚共晶铝硅合金。凝固过程中,晶粒细化,从而导致改善力学和摩擦学性能的铝硅二元合金( 6, 7]。由于其广泛的属性,这些合金用作替代铸铁在汽车行业。用铝合金代替铸铁为IC引擎应用程序有相当大的潜力减少高达45%的汽油发动机。也是报告的分析,大部分IC引擎组件失败由于磨损损失(∼25 - 45%)和摩擦损失(∼45%)。许多先前的研究已经报道了硅合金的磨损。Shivanath et al。 8)报道,增加合金中硅含量增加了耐磨性的合金共晶成分。白和Biswas 9)报道称,目前还没有公认的结构性趋势与硅含量的增加对磨损率。艾尔( 10)报道,蚀刻铝硅二元合金表面产生磨损和减少摩擦。解释说,这个减少磨损和咖啡可能是由于合金之间的层的蚀刻材料和counter-face减少直接-金属接触。克莱格和Das ( 11]研究了影响结构修改的过共晶铝硅合金的耐磨性。

实验研究是基于pin-on-disc进行摩擦计与不同负载和滑动距离条件下,结构修改,据报道,没有太多影响合金的耐磨性。在另一个研究中,共晶铝硅合金的磨损行为和热处理的铝硅合金进行了研究,并且据报道,阀瓣的滑动速度的增加会导致磨损损失的增加。也报道,热处理的铝硅合金的磨损率小于共晶铝硅合金的样本,并解释说,热处理会影响样品的硬度,因此,耐磨性。拉贾拉姆et al。 12研究了拉伸和铝硅合金的耐磨性。据报道,一个氧化膜被发现,这有助于减少-金属直接接触,因此,合金的磨损。Dhiman et al。 13)研究多组分铸造合金的磨损分析(al - 17 - si - 0.8 - ni - 0.6 - 0.6毫克- 1.2 -铜- - fe)和报道,高速滑动磨损率降低,这可能是由于氧化层上形成滑动界面。而一些研究[ 14)是基于摩擦学行为的铝硅合金,只有少数研究了共晶硅的摩擦学的行为强化陶瓷与困难。Srivyas和Charoo 15]研究了混合自润滑复合材料的摩擦学的行为在高负载应用(100 N - 300 N)。从这项研究中,观察到,陶瓷和石墨烯自润滑颗粒在铝硅共晶合金提高摩擦学的力学性能的复合材料制作的。在现在的研究中,重点是对传统特征的共晶铝硅合金作为基质材料加强 n状态”2O3不同内容(2 wt % -10 wt %)使用非传统火花等离子烧结方法制作的。摩擦学的研究都是在高负荷检查的属性组合与镀铬在干滑动条件下钢球。

 2。材料选择和制造样品

Pre-alloyed铝硅(铝)共晶合金粉末(采购从智能材料分公司,印度)平均粒度(APS) 60 - 70µm作为基质材料复合(图 1)。矩阵的化学成分合金铝粉Si̴10.244%,铁< 0.8%,铜< 0.3%、锌< 0.2%,锰< 0.15毫克< 0.1%,铝平衡(纯度99.99%)。Nano - γ状态”2O3(图 2)的大小20 nm纯度99.99%被用作基体铝合金的强化与不同重量百分比(2、4、6、8和10 wt %)。共晶铝硅合金的理论密度和纳米- γ状态”2O32.66克/厘米吗3和3.95克/厘米3,分别。矩阵然后Al-Si-based合金粉末在高能球磨行星球磨机(弗里奇GmbH, PULVERISETTE 5/4经典线)与纳米- γ状态”2O3钢筋产生一个均匀的混合物。对铣削过程中,粉末被加载到一个氮化硅的jar。湿混合在乙醇介质中,用作“流程控制器代理”,防止冷焊接的粉罐壁。氮化硅球直径10毫米被用于混合目的的重量比球粉10:1。铣削是在240 rpm 12小时周期暂停15分钟后每2小时的铣削保持铣削温度,防止积累jar的粉末在墙上。铣削是用不同的wt。%(即。,2,4, 6, 8, and 10 wt. %) of the reinforcement in the matrix alloy. After the milling process, the suspension of matrix-reinforcement in ethanol was dried in a vacuum evaporator at 50°C temperature for 3 hours followed by heating in a vacuum oven at the constant temperature of 50°C for 60 minutes to completely remove the moisture content. To prevent oxidation of the powder composition, the milled powder was kept in the glove box to minimize contamination and oxidation of the composite powder samples.

SEM和EDS共晶铝硅合金粉末。

共晶铝硅合金和nano-Al TEM图像2O3粉。

磨粉后用不同的wt %浓度,制造完成使用SPS非传统加工和整合的方法。用SPS制造方法(烧结- SPS - 625,博士Fuji-Electronic工业有限公司日本),最高温度高达2400°C可以制作样品实现通过使用一个标准的石墨模具的直径30毫米(图 3)。制造的所有样品(从碱基组成最大wt %强化样本)是在450°C烧结温度和升温速率为100°C /分钟;50 MPa的压力恒定,保持时间10分钟在氩气氛下使用整个过程(图 4)。随着粉末烧结,电流流过石墨模具。控制烧结温度可以通过设置斜坡率、脉冲电流、保持时间、脉冲持续时间和电压。制造的整个过程做了四个步骤:(1)删除从室和真空创建量规直流脉冲电流,(2)应用程序的压力,(3)电阻加热,和(4)冷却。当压力应用于死,当前通过样品和快速加热粉末。烧结是在控制的气氛中完成,使控制减少并导致完全致密的制造样品。这个过程不需要任何粘合剂和precompaction整合和烧结齐头并进。明显的晶界,提高塑性,改善界面结合,减少杂质的分离关键优势的制造方法。样品制造的整个过程需要14分钟30秒。烧结样品然后快速冷却后从死亡中删除。 The fabricated sample has the dimension of thickness 10 mm and diameter 30 mm. The sintered samples are then polished by grinding on an automatic sample polishing machine using SiC emery paper with (220–2000) grit size. The samples are then polished using diamond paste (5  μm - 0.25 μ米)和一个气溶胶喷雾在天鹅绒纸获得镜面抛光的表面上。基地铝合金的理论密度是2.66克/厘米3和nano-alumina是3.95克/厘米3,用于获得混合物密度, δ米计算使用混合的规则: (1) δ 米 = W 艾尔 + W 运算器 W 艾尔 / ρ 艾尔 + W 运算器 / ρ 运算器 , 在哪里 δ米理论密度的混合物, W艾尔是铝合金的重量百分率粉, W运算器的重量百分率nano-alumina粉, ρ艾尔铝合金比重的基地,然后呢 ρ运算器是nano-alumina粉的比重。

(一)火花等离子烧结的机器。(b)火花等离子烧结(示意图)。

SPS参数随时间变化。

基于( 1),预计nano-reinforced铝基复合材料的密度增加,随着比重的增援部队似乎比铝合金的。的理论价值和实用价值的增强复合材料表 1(图 5)。体积密度/实际密度( ρp烧结样品的使用数字密度计测量基于阿基米德原理(基于( 2))。高度密集的和紧凑的样本获得使用SPS低温制备方法: (2) ρ p = W 空气 W 空气 − W 水 × ρ w , 在哪里 ρp烧结后的体积密度/实际密度, W空气样品的重量是在空气中, W水样品在水中的重量, ρw蒸馏水的密度,即。1克/厘米3。

理论密度、实际密度和孔隙度内容比较不同组成样本。

作文 强化wt %。 理论密度(克/厘米3) 实际密度(克/厘米3) 密度(%) 孔隙度内容(卷。%)
碱基组成 铝 2.66 2.65 99.62 0.3759
作文1 铝+ 2 wt. %2O3 2.68 2.654 99.02 0.9701
组成2 铝+ 4 wt. %2O3 2.712 2.666 98.30 1.696
作文3 铝+ 6 wt. %2O3 2.737 2.691 98.31 1.680
组成4 铝+ 8 wt. %2O3 2.763 2.7 97.71 2.280
组成5 铝+ 10 wt. %2O3 2.789 2.51 89.99 10.003

密度v / s强化浓度。

烧结样品的孔隙体积百分比计算根据以下方程: (3) 孔隙度 % = One hundred. − 烧结密度 理论密度 × One hundred.

3所示。实验的程序 3.1。硬度研究

Micro-Vicker进行硬度试验来确定基合金样品的硬度值和复合样品。数字显微硬度测试仪(hvd - 1000 MP)在本研究中用于测试的硬度(图 6)。硬度的测试进行了三次在每个火花等离子烧结样品来确定它们的硬度值。在micro-Vicker硬度的研究中,复合标本压缩与金刚石压头在一定负载一定呆一段时间。分析了载荷去除后,对角缩进使用光学显微镜确定维克氏硬度值。剩余的面积之间的比率的印象和压痕硬度值可帮助确定的负载。材料的显微硬度显著影响材料的耐磨性。

hvd - 1000 MP micro-Vicker硬度计。

 3.2。摩擦学的测试程序

斯巴达袍ball-on-disc上进行测试;图 7 (b)显示了一个普遍的摩擦计和图 7(一)在干燥条件下显示了往复式配置。摩擦计是计算机控制与数据采集系统和传感器安装在斯巴达袍设置和计算机系统,分别。复合片是由摆动在低驱动线性位移。计数器的夹球盘固定在平均位置是示例应用接触载荷。在本实验研究中,高负载的影响复合材料的摩擦学的行为进行了研究。Tribo-load进行了测试与负载差异从50 N - 300 N,与其他参数如中风、频率、滑动距离,和滑动速度保持不变在2毫米,30 Hz, 120,分别和0.120 m / s。样品和反球正确清洗和干燥前后测试。咖啡是衡量使用数据采集系统安装在计算机系统。在这里,穿卷(毫米3)是使用三维表面形貌仪,磨损率是衡量使用 (4) 磨损率 = 磨损体积 滑动距离 × 负载 。

(一)普遍往复式ball-on-disc摩擦计设置。(b) ball-on-disc往复式设置的示意图。

 3.3。摩擦学的表征

不同的表征技术被用来研究微观结构矩阵和磨损表面后和之前测试。这些表征技术包括光学显微镜徕卡dm - 6000 m进行了SEM和EDS研究使用日立S3600 N。轮廓曲线仪进行了研究使用一个R-tech三维表面轮廓曲线仪(美国),分析表面粗糙度的抛光表面,和穿的伤疤,计算量也戴上。

 3.4。微观结构的研究

制作样品的表面是由使用砂纸研磨和抛光复合样本,其次是金刚石研磨膏和气溶胶喷雾天鹅绒布料获得镜面抛光表面的样本,这是进一步受到各种显微结构的研究。光学显微镜在低和高放大是在所有复合样品完成的。图 8介绍了光学图像的样本。均匀分布的矩阵几乎实现了增援部队,但在一些地方,有集群nano-reinforcement粒子与粒子的百分比增加。深黑色区域表示的存在2O3在复合。所以,光学显微图显示集群/集聚的存在一定比例的强化样品,这可能导致种族隔离的粒子,和孔隙度,这的确影响了实际样品的密度。

光学显微图制作样品的表面。(一)碱基组成。(b)组合1。(c)组成2。(d)组成3。(e)组成4。5 (f)组成。

一个光滑、干净的界面,因此,形成了。增援部队的一些集群观察高强化粒子的百分比,金块区,观察到的SEM显微图。一个R-tech 3 d表面轮廓曲线仪是用来测量表面粗糙度(Ra)的样本表面抛光。复合试样的Ra在0.005和0.008之间变化 μm(图 9)。粗糙度的阅读counter-body球是0.04 μm。所以,从显微结构的分析,很明显,几乎达到均匀分布。非常少的附聚物/集群形成的复合样品,和良好的表面粗糙度达到,据报道,复合样品的形貌和微观结构特性显著影响样品的力学和摩擦学性能。

抛光样品表面的三维表面轮廓曲线仪分析。

 4所示。结果和分析 4.1。硬度

强化的效果集中应用在压痕载荷和停留时间的影响在所有的标本(图进行了研究 10)。硬度试验是在不同的负载(10个女朋友,25 gf, 50个女朋友,100 gf, 200 gf, 300 gf,和500 gf)与变量停留时间(1秒、5秒、10秒,15秒,和20秒)。作文3、最大硬度值。强化浓度高达6 wt . %增加硬度性能的复合标本进行变量加载和停留时间。然而,一段时间后,稍微降低复合试样的硬度性能报告,这可能是由于强化粒子的聚类/聚集在标本。从结果,解释,显微硬度显著依赖于强化浓度和应用负载。钢筋重量百分比的增加,复合试样的硬度增加到一定的极限。停留时间影响装配式复合样品的硬度值,但其增强实效性并不太重要。图 11显示了不同的硬度值与停留时间图组成样本。

复合样品Micro-Vicker缩进。

硬度值与停留时间图对不同组成样本。

 4.2。摩擦磨损的研究 4.2.1。准备加载和强化浓度的影响

摩擦学的摩擦磨损进行了测试在所有复合标本和碱基组成样本来研究摩擦磨损行为的影响的样本,对镀铬钢球在室温下。在这项研究中,负载测试以50 N - 300 N的可变负荷进行所有样品与其他参数如频率、中风和滑动距离在干旱条件下保持不变。每个tribo-test进行三次精密的结果。咖啡的结果变量加载不同成分的样品从实验研究获得图所示 12。咖啡与正常加载申请碱基组成如图 12(一个)。从图,基本成分对镀铬的咖啡钢球在干燥条件下应用负载的增加与减少50 N - 250 N。最大(0.1216),最低(0.0814)咖啡值观察应用负载50 N和250 N,分别。有一个连续碱基组成的咖啡减少50 N - 250 N负荷;再次在300 N负荷,咖啡的值开始增加,被报道为0.1202。对于成分1,结果如图 12 (b)。连续报道了咖啡的成分减少标本。

咖啡v / s负载为不同的复合样品图。(一)碱基组成。(b)组合1。(c)组成2。(d)组成3。(e)组成4。5 (f)组成。

最低咖啡得到300 N负荷值为0.0866,和最大咖啡(0.1351)据报道在50 N负荷。对于组合2,咖啡的价值增加了100 N负荷(0.1676),然后开始下降。最低咖啡(0.984)据报道在300 N负荷。这个组合的结果如图所示 12 (c)。作文3显示模式作为组成2类似的结果。从图在图 12 (d)、最大(0.1554),最低(0.09976)咖啡值被报道在100 N和300 N负荷,分别组成3。组成4,咖啡的价值首先增加了150 N负荷和最大咖啡值(0.1608)然后开始减少,和最小值(0.0831)据报道在250 N负载如图 12 (e)。最后组成,即。,composition 5, the COF first increased up to 150 N load and a maximum COF (0.1586) was reported, which then started to decrease, and a minimum COF of 0.1024 at 300 N load was reported, as shown in Figure 12 (f)。

磨损体积后摩擦学的测试计算使用3 d轮廓曲线仪(美国Rtech)和磨损系数计算通过使用方程( 4)上面给出。磨损量和磨损率为所有标本在不同加载数据所示 13和 14分别。碱基组成,磨损量线性增加正常应用负载的增加。最大(0.6537301毫米3)和最低(0.3144331毫米3)穿卷被报道在正常负载300 N和100 N,分别。碱基组成的磨损率/系数逐渐降低正常应用负载的增加。最大(1.69248 e-04毫米3/ Nm)和最低(1.81592 e-05毫米3/ Nm)的磨损系数值是在正常的应用负载获得50 N和300 N负荷,分别。作文1显示一个类似的趋势的碱基组成磨损体积,但除磨损体积相对低得多的碱基组成。这是由于硬相的引入陶瓷强化的碱基组成的矩阵。最低(0.3099561毫米3)和最大(0.4188146毫米3)磨损体积值被报道在100 N和300 N负荷,分别。磨损系数组成1显示一个线性递减趋势的磨损率与外加负载不断增长。最大(8.90999 e-05毫米3/ Nm)和最低(1.23566 e-05毫米3/海里)磨损系数值获得50 N - 250 N正常应用负载,分别。

在可变负荷磨损体积v / s负载。

在可变负荷磨损速率v / s负载。

磨损体积组成2 200 N负荷增加,然后开始下降。最低(0.2685194毫米3)和最大(0.3447975毫米3)磨损体积值被报道为300 N和200 N负荷,分别。磨损系数(2.50026 e-05毫米3最高(7.45887 e-06毫米/海里)3最小值/海里)据报道在100 N和300 N负荷,分别。作文3显示了最小磨损体积为0.2475867毫米3在300 N和最大磨损体积的0.30862252毫米3在150 N负荷。最大磨损系数(2.26872 e-05毫米3/ Nm)据报道在100 N和最小值(6.87741 e-06毫米3/ Nm)据报道在300 N负荷组成3。成分4和图5显示一个类似的趋势线性减少磨损体积随着正常负载的增加。最大(0.2981472毫米3)和最低(0.25046842毫米3)磨损体积值报告组成4 100 N和300 N负荷,分别。组成5,最高(0.2956381毫米3)和最低(0.232107毫米3)磨损体积值获得100 N和300 N负荷,分别。磨损系数,组成4提供了一个最小值(6.95746 e-06毫米3/ Nm)和最大值(2.48456 e-05毫米3/ Nm)在300 N和100 N负荷,分别。组成5,最大磨损系数(2.46365 e-05毫米3据报道在100 N /海里),而最低磨损系数(6.44742 e-06毫米3据报道在300 N /海里)正常应用负载。从结果,强化浓度的增加显著降低了磨损体积。

 4.3。磨损分析

材料的磨损和损坏的典型模式得分(磨损),划痕(附着力和扩散),使(疲劳和外部攻击),轻微磨损(分层和氧化)。这些穿类型主要报告外观方面的磨损和损坏的组件。磨损行为的材料在早期阶段不同于后足够的滑动磨损行为。tribo-pair足够的滑动后,表面粗糙度等因素,咖啡,摩擦大小波动,成分和微观结构控制材料的磨损。磨损的材料,提出了许多理论直到现在。根据一种理论,材料的磨损是由于金属的硬度的损失与接触表面温度上升。另一种理论提出,由于温度上升,滑动的表面被氧化和一些外力皮这些氧化层,从而导致材料的磨损。剥落的第三种理论提出,氧化物作为磨料粒子造成磨料磨损材料。另一种机制,通过一组集体的微nano-events如塑性变形,局部加热会导致磨损的材料,但这些机制是有效负载和温度的范围。Srivyas和Charoo 15)报道,材料的磨损是由于韧性和脆性断裂,低和高循环疲劳、腐蚀等。

光学显微图(图 15)用于分析磨损表面。在高负荷条件下,磨损、塑性变形和氧化磨损检测。上面提到的磨损机制可能导致加工硬化层的形成,从而影响磨损行为在高负载。穿裂缝也上形成疤痕区正常滑动的方向,提供的证据分层磨损。counter-body的显微照片显示材料的转移导致counter-body的附着力。它也观察到,磨屑颗粒counter-body再植。氧化物颗粒和硅粒子的小片段出现在磨损表面作为固体润滑剂,导致滚子轴承机制,影响材料的磨损。这些小颗粒进行了在高负载也柔滑磨损的痕迹。加工硬化的材料表面在高负载是塑性变形的原因。观察磨损由于counter-body的硬表面微凸体。 Deep abrasion marks were observed on the wear scar of the alloy sample. A strong mechanical layer was observed due to the formation of a tribo-layer at the interface, which continuously decreases the wear rate. The same trends were observed at 300 N load for dry sliding. Mild to severe wear transition takes place as the load increases. At a higher load of 300 N, scuffing and seizure wear was reported. Melt wear was also observed at high load of 200–300 N. A melt layer was reported, which prevents further removal of the material. Localized melt at high load takes place due to the rise in contact surface temperature.

复合材料的光学显微镜图样品和counter-body。(一)碱基组成。(b)组合1。(c)组成2。(d)组成3。(e)组成4。5 (f)组成。(g) Counter-body。

扫描电镜(图 16)研究表明磨损和深沟槽磨损疤痕。EDS分析证实了硅粒子的存在穿的伤疤,这是观察到的材料遵循钢球。磨损负责材料的损失,表明金属磨损是由于磨损。增加污染alumina-reinforced综合报道了氧化层的样品。氧化物的存在降低了-金属直接接触,因此,防止asperity-asperity接触的混合样品。SEM显微图显示的磨损痕迹,裂缝,加工硬化层氧化物,和穿tribo-layer形成疤痕区域。EDS分析确认材料的转移和氧化层的形成。扫描电镜显微照片显示严重磨损、塑性变形和氧化的主要磨损机制在高负载样品制作的。

穿疤痕在SEM和EDS分析观察。(一)碱基组成。(b)组合1。(c)组成2。(d)组成3。(e)组成4。5 (f)组成。

3 d图像轮廓曲线仪、粗糙度轮廓和纹理的穿疤痕如图 17。这些研究是分析摩擦学的测试在穿疤痕的效果。碱基组成,没有形成保护层,穿的伤疤被发现的粗糙度高。碱基组成,粗糙度值(Ra)在50 N负荷为12.9 μm;进一步增加外加负载导致的增加联系疤痕表面的粗糙度,创建一个更广泛的穿疤痕宽度和深度纹理轮廓。负载100 N, 200 N, 300 N,获得的粗糙度值是13.5 μ17.3米, μ24.2米, μm,分别。从之前的研究中,据报道,穿疤痕宽度并不会增加如果测试后表面不光滑,即。,粗糙度值高;类似与疤痕深度。也报道称,在试车期间,有一个asperity-asperity接触,对摩擦行为产生影响。因此,很明显的事实,最初的接触表面的粗糙度影响材料的摩擦性能。对于成分1,(Ra)粗糙度值为7.1 μ4.5米, μ4.79米, μ5.1米, μm 50 N, 100 N, 200 N, 300 N负荷,分别被报道。进一步合成2,粗糙度值为6.02 μ4.82米, μ4.54米, μ4.07米, μ报告了50 N, 100 N, 200 N, 300 N负荷,分别。复合试样的粗糙度值和质地剖面进行了研究。据报道,强化的增加导致减少穿疤痕宽度的纹理和深度穿疤痕。作文3,Ra值在50 N, 100 N, 200 N, 300 N被观察到的是6.13 μ3.76米, μ4.33米, μ4.42米, μm,分别。组成5显示了粗糙度(Ra)的最小值为4.52 μm在50 N负荷。减少磨损观察疤痕粗糙度,这将形成一个平滑的tribo-film穿疤痕。

3 d图像轮廓曲线仪、粗糙度轮廓和纹理分析的穿疤痕((A) 50 N负荷和(B) 300 N负荷)。(一)碱基组成。(b)组合1。(c)组成2。(d)组成3。(e)组成4。5 (f)组成。

 5。结论

这项工作旨在研究负载的影响铝硅共晶强化的摩擦学性能 n状态”2O3在干滑动条件下。它的主要目的是提供一种新的贡献这些复合材料的摩擦学的行为使用非传统火花等离子烧结方法制作的。的基础上,从实验获得的结果,可以得出以下:

制造铝/铝2O3纳米复合材料用高能球磨,其次是非常规火花等离子烧结方法,结果在高度密集的附近(理论),低孔隙度和样品更好的力学和摩擦学性能。

显微硬度研究纳米复合材料样品,这些纳米复合材料表现出更高的硬度,因为合适的/均匀弥散强化的基质材料。也归因于努力强化阶段的介绍矩阵的材料。

摩擦学的研究进行高负荷(50 N - 300 N)。减少磨损体积的先进的综合报道范围15.45 - -44.58%相比基合金(共晶铝硅合金)。增加摩擦系数范围在28.80 - -35.65%相比,基础矩阵的合金材料。这是观察到复合材料的磨损体积随钢筋含量的增加而减小。

制造材料的表面粗糙度的增加,由于相对滑动减少44.96 - -64.96%相比,合金基础矩阵。也报道,与负载的增加,粗糙度值减小。这是归因于接触表面上的巨大压力,表面微凸体的碾压和骨折。

磨损体积的减少归因于努力强化阶段的介绍矩阵的材料。磨损、塑性变形、加工硬化层,裂缝在接口的主要磨损机制是在高加载斯巴达袍测试条件。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果中包括文章的文本。之前报道的数据被用来支持当前的研究。之前的研究在相关地方引用文本中引用。

 的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

 确认

作者欣然承认所有的研究人员都在摩擦学领域;没有他们的重大贡献,本实验研究难以概括。作者也要承认他们的研究所和上司的全力支持。

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