本發(fā)明涉及一種制備復(fù)合材料－流變成形履帶板工藝。
背景技術(shù)：
：：履帶板是履帶式工程機(jī)械的關(guān)鍵件,又是易損件。過(guò)去采用調(diào)質(zhì)加中頻淬火再加低溫回火的熱處理工藝,曾出現(xiàn)圓角處開裂硬度偏高和易折斷等弊病。有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計(jì)人積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種制備復(fù)合材料－流變成形履帶板工藝，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種制備綜合性能良好的制件的制備復(fù)合材料－流變成形履帶板工藝。本發(fā)明制備復(fù)合材料－流變成形履帶板工藝，所述的履帶板利用流變成型模鍛系統(tǒng)加工而成，所述的流變成型模鍛系統(tǒng)包括：鋁基復(fù)合材料的制備裝置，履帶板成型模具，用于提供履帶板成型模具沖頭壓力的液壓機(jī)；其中，所述履帶板成型模具至少包括：下模板，設(shè)置在所述下模板上的凹模，凹模之間設(shè)有型芯，型芯兩側(cè)設(shè)有頂桿，以及上模板，連接在所述上模板上的外凸模，所述外凸模中間設(shè)有內(nèi)凸模，內(nèi)凸模通過(guò)螺栓連接在上模板上，所述螺栓上述設(shè)有蝶形彈簧，所述蝶形彈簧設(shè)置在上模板和內(nèi)凸模之間，凹模，外凸模、內(nèi)凸模、外凸模、頂桿形成履帶板成形腔；所述的履帶板成型工藝包括：制備鋁基復(fù)合材料；將機(jī)械攪拌法制備的鋁基復(fù)合材料定量澆注于履帶板成形腔內(nèi)，采用復(fù)合加載方法進(jìn)行模鍛成型，所述復(fù)合加載模鍛成型具體包括，在加壓模鍛前，調(diào)整碟簧的預(yù)緊量，使內(nèi)、外凸模產(chǎn)生高度差，即補(bǔ)縮量s，液壓機(jī)下行加壓，加壓時(shí)內(nèi)凸模先接觸鋁基復(fù)合材料使其充滿型腔，繼續(xù)施加壓力，內(nèi)凸模趨于靜止，外凸模有繼續(xù)移動(dòng)的距離s，對(duì)已趨于凝固的材料施以局部載荷和補(bǔ)縮，使其發(fā)生塑性變形，保壓一段時(shí)間，開模，由頂出缸推動(dòng)頂桿頂出制件，其中，所述補(bǔ)縮量s為6.5mm；成形工藝參數(shù)：模具預(yù)熱溫度200℃～300℃；比壓108mpa；加壓速度15mm/s；保壓時(shí)間30s～40s；潤(rùn)滑劑：石墨乳；所述的鋁基復(fù)合材料的制備方法包括：材料選擇：基體材料為2a50鍛鋁合金，增強(qiáng)體材料為sicp顆粒，sicp顆粒顆粒度為7μm，體積分?jǐn)?shù)10％；對(duì)sicp顆粒進(jìn)行預(yù)處理，得到備用的增強(qiáng)體顆粒；熔煉2a50鋁合金：用坩堝熔煉鋁合金到640℃～660℃，加入精煉劑，精煉5分鐘后除渣，除渣時(shí)對(duì)鋁合金液進(jìn)行攪拌，并上、下移動(dòng)；在鋁合金液中加入1.5wt％～2wt％的純mg；sicp顆粒預(yù)熱：將sicp顆粒用10g鋁箔包裹起來(lái)，放入加熱爐的坩堝中加熱至600℃，并保溫30min至60min；先將預(yù)熱后的sicp顆粒加入攪拌坩堝內(nèi)，然后加入鋁合金液，進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度加熱至680℃以上時(shí)、保溫30min以上后開始攪拌，攪拌時(shí)，依據(jù)坩堝內(nèi)的材料含量調(diào)節(jié)攪拌棒的上下位置，每攪拌3至8分鐘后改變攪拌棒旋轉(zhuǎn)方向。進(jìn)一步地，還包括將觸變模鍛履帶板制件進(jìn)行t6熱處理，其熱處理工藝為：在500℃固溶處理3小時(shí)，放入水中淬火20min，然后在160℃時(shí)效處理10小時(shí)，取出履帶板空冷至室溫。進(jìn)一步地，對(duì)sicp顆粒進(jìn)行預(yù)處理具體包括：酸洗：用10％的hf溶液浸泡sicp顆粒24h進(jìn)行酸洗；清洗：對(duì)酸洗24h后的sicp懸濁液用大量蒸餾水多次清洗，每1～2小時(shí)換一次蒸餾水，直至溶液達(dá)到中性；烘干：把sicp液體表面的清水除去，在烘干箱中140℃～160℃的條件下烘干24h～28h；研磨：烘干后的sicp出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象，用研缽進(jìn)行研磨，使其成為粉末狀，研磨之后密封保存；燒結(jié)：經(jīng)過(guò)上述過(guò)程處理的sicp需要在800℃±5℃高溫下燒結(jié)2～3小時(shí)。進(jìn)一步地，所述的燒結(jié)過(guò)程具體為：將坩堝放入加熱爐中隨爐預(yù)熱到100℃～150℃，將sicp顆粒放入坩堝中隨爐加熱到300℃～400℃，保溫30min左右，并不斷攪拌；加熱到800℃進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)過(guò)程中需要不斷攪拌；隨爐冷卻至室溫。進(jìn)一步地，所述鋁基復(fù)合材料的制備系統(tǒng)包括：加熱爐、對(duì)加熱爐內(nèi)物料進(jìn)行攪拌的攪拌裝置以及對(duì)加熱爐進(jìn)行溫度控制的溫控箱，所述攪拌裝置包括攪拌棒、驅(qū)動(dòng)所述攪拌棒圓周旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力裝置，其中，所述攪拌棒的一端部連接所述動(dòng)力裝置，所述攪拌棒的另一端部設(shè)有攪拌葉片，所述葉片為沿?cái)嚢璋糨S線上、下布置的兩排，各排葉片沿?cái)嚢璋舻膱A周方向布置，所述葉片呈矩形結(jié)構(gòu)，所述葉片與水平面成15°夾角，攪拌棒上排的葉片和下排的葉片交錯(cuò)設(shè)置；所述動(dòng)力裝置包括搖臂鉆床以及設(shè)置在所述搖臂鉆床上的攪拌電機(jī)，所述攪拌電機(jī)的動(dòng)力端與所述攪拌棒連接，所述攪拌棒表面涂有耐高溫防腐陶瓷材料。進(jìn)一步地，所述溫控箱通過(guò)熱電偶獲取加熱爐的溫度，所述加熱爐側(cè)壁中間位置下部的側(cè)壁上設(shè)有熱電偶測(cè)溫孔，所述熱電偶設(shè)置在所述熱電偶測(cè)溫孔上。進(jìn)一步地，所述加熱爐包括外殼、加熱爐密封蓋以及設(shè)置在所述外殼內(nèi)的坩堝，其中所述加熱爐密封蓋為兩個(gè)相拼的半圓形外蓋，外蓋設(shè)有移動(dòng)耳朵，中間開一用作攪拌棒通道的圓孔。進(jìn)一步地，所述坩堝為圓柱狀，上部設(shè)有法蘭外圈，在外法蘭處焊接有兩個(gè)長(zhǎng)度不超過(guò)爐子外蓋內(nèi)徑的短圓柱。進(jìn)一步地，攪拌溫度680℃～700℃，攪拌時(shí)間：60min，攪拌速度：875r/min。借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：采用機(jī)械攪拌法制備的sicp2a50鋁基復(fù)合材料成形履帶板可獲得綜合性能良好的制件，經(jīng)t6處理后，其抗拉強(qiáng)度σb＞352mpa，延伸率δ＞6.1(％)，硬度hv＞113。其優(yōu)化的成形工藝參數(shù)：模具預(yù)熱溫度200℃～300℃；比壓100～108mpa；加壓速度15mm/s；保壓時(shí)間30s～40s；潤(rùn)滑劑：石墨乳。在相同摩擦條件下，10vol％sicp/2a50復(fù)合材料的較基體材料磨損量減小了57％～69％，亦低于鋼質(zhì)材料38crsi的磨損量。上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明制備復(fù)合材料－流變成形履帶板工藝流程圖；圖2是本發(fā)明拉伸試樣尺寸；圖3是本發(fā)明拉伸試驗(yàn)的取樣位置；圖4是履帶板熱處理曲線；圖5是銷盤式滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)原理圖；圖6是履帶板成形模具；1-螺栓2-上模板3-外凸模4-內(nèi)凸模5-液鍛件6-凹模7-模套8-頂桿9-下模板10-型芯11-加熱孔12-定位銷13-碟形彈簧14-定位銷15-螺栓。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明制備復(fù)合材料－流變成形履帶板工藝的最佳實(shí)施例：所述的履帶板利用流變成型模鍛系統(tǒng)加工而成，所述的流變成型模鍛系統(tǒng)包括：鋁基復(fù)合材料的制備裝置，履帶板成型模具，用于提供履帶板成型模具沖頭壓力的液壓機(jī)；其中，所述履帶板成型模具至少包括：下模板，設(shè)置在所述下模板上的凹模，凹模之間設(shè)有型芯，型芯兩側(cè)設(shè)有頂桿，以及上模板，連接在所述上模板上的外凸模，所述外凸模中間設(shè)有內(nèi)凸模，內(nèi)凸模通過(guò)螺栓連接在上模板上，所述螺栓上述設(shè)有蝶形彈簧，所述蝶形彈簧設(shè)置在上模板和內(nèi)凸模之間，凹模，外凸模、內(nèi)凸模、外凸模、頂桿形成履帶板成形腔；所述的履帶板成型工藝包括：制備鋁基復(fù)合材料；將機(jī)械攪拌法制備的鋁基復(fù)合材料定量澆注于履帶板成形腔內(nèi)，采用復(fù)合加載方法進(jìn)行模鍛成型，所述復(fù)合加載模鍛成型具體包括，在加壓模鍛前，調(diào)整碟簧的預(yù)緊量，使內(nèi)、外凸模產(chǎn)生高度差，即補(bǔ)縮量s，液壓機(jī)下行加壓，加壓時(shí)內(nèi)凸模先接觸鋁基復(fù)合材料使其充滿型腔，繼續(xù)施加壓力，內(nèi)凸模趨于靜止，外凸模有繼續(xù)移動(dòng)的距離s，對(duì)已趨于凝固的材料施以局部載荷和補(bǔ)縮，使其發(fā)生塑性變形，保壓一段時(shí)間，開模，由頂出缸推動(dòng)頂桿頂出制件，其中，所述補(bǔ)縮量s為6.5mm；成形工藝參數(shù)：模具預(yù)熱溫度200℃～300℃；比壓108mpa；加壓速度15mm/s；保壓時(shí)間30s～40s；潤(rùn)滑劑：石墨乳；所述的鋁基復(fù)合材料的制備方法包括：材料選擇：基體材料為2a50鍛鋁合金，增強(qiáng)體材料為sicp顆粒，sicp顆粒顆粒度為7μm，體積分?jǐn)?shù)10％；對(duì)sicp顆粒進(jìn)行預(yù)處理，得到備用的增強(qiáng)體顆粒；熔煉2a50鋁合金：用坩堝熔煉鋁合金到640℃～660℃，加入精煉劑，精煉5分鐘后除渣，除渣時(shí)對(duì)鋁合金液進(jìn)行攪拌，并上、下移動(dòng)；在鋁合金液中加入1.5wt％～2wt％的純mg；sicp顆粒預(yù)熱：將sicp顆粒用10g鋁箔包裹起來(lái)，放入加熱爐的坩堝中加熱至600℃，并保溫30min至60min；先將預(yù)熱后的sicp顆粒加入攪拌坩堝內(nèi)，然后加入鋁合金液，進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度加熱至680℃以上時(shí)、保溫30min以上后開始攪拌，攪拌時(shí)，依據(jù)坩堝內(nèi)的材料含量調(diào)節(jié)攪拌棒的上下位置，每攪拌3至8分鐘后改變攪拌棒旋轉(zhuǎn)方向。進(jìn)一步地，攪拌溫度680℃～700℃，攪拌時(shí)間：60min，攪拌速度：875r/min。進(jìn)一步地，還包括將觸變模鍛履帶板制件進(jìn)行t6熱處理，其熱處理工藝為：在500℃固溶處理3小時(shí)，放入水中淬火20min，然后在160℃時(shí)效處理10小時(shí)，取出履帶板空冷至室溫。進(jìn)一步地，對(duì)sicp顆粒進(jìn)行預(yù)處理具體包括：酸洗：用10％的hf溶液浸泡sicp顆粒24h進(jìn)行酸洗；清洗：對(duì)酸洗24h后的sicp懸濁液用大量蒸餾水多次清洗，每1～2小時(shí)換一次蒸餾水，直至溶液達(dá)到中性；烘干：把sicp液體表面的清水除去，在烘干箱中140℃～160℃的條件下烘干24h～28h；研磨：烘干后的sicp出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象，用研缽進(jìn)行研磨，使其成為粉末狀，研磨之后密封保存；燒結(jié)：經(jīng)過(guò)上述過(guò)程處理的sicp需要在800℃±5℃高溫下燒結(jié)2～3小時(shí)。所述的燒結(jié)過(guò)程具體為：將坩堝放入加熱爐中隨爐預(yù)熱到100℃～150℃，將sicp顆粒放入坩堝中隨爐加熱到300℃～400℃，保溫30min左右，并不斷攪拌；加熱到800℃進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)過(guò)程中需要不斷攪拌；隨爐冷卻至室溫。所述鋁基復(fù)合材料的制備系統(tǒng)包括：加熱爐、對(duì)加熱爐內(nèi)物料進(jìn)行攪拌的攪拌裝置以及對(duì)加熱爐進(jìn)行溫度控制的溫控箱，所述攪拌裝置包括攪拌棒、驅(qū)動(dòng)所述攪拌棒圓周旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力裝置，其中，所述攪拌棒的一端部連接所述動(dòng)力裝置，所述攪拌棒的另一端部設(shè)有攪拌葉片，所述葉片為沿?cái)嚢璋糨S線上、下布置的兩排，各排葉片沿?cái)嚢璋舻膱A周方向布置，所述葉片呈矩形結(jié)構(gòu)，所述葉片與水平面成15°夾角，攪拌棒上排的葉片和下排的葉片交錯(cuò)設(shè)置；所述動(dòng)力裝置包括搖臂鉆床以及設(shè)置在所述搖臂鉆床上的攪拌電機(jī)，所述攪拌電機(jī)的動(dòng)力端與所述攪拌棒連接，所述攪拌棒表面涂有耐高溫防腐陶瓷材料。所述溫控箱通過(guò)熱電偶獲取加熱爐的溫度，所述加熱爐側(cè)壁中間位置下部的側(cè)壁上設(shè)有熱電偶測(cè)溫孔，所述熱電偶設(shè)置在所述熱電偶測(cè)溫孔上。所述加熱爐包括外殼、加熱爐密封蓋以及設(shè)置在所述外殼內(nèi)的坩堝，其中所述加熱爐密封蓋為兩個(gè)相拼的半圓形外蓋，外蓋設(shè)有移動(dòng)耳朵，中間開一用作攪拌棒通道的圓孔。所述坩堝為圓柱狀，上部設(shè)有法蘭外圈，在外法蘭處焊接有兩個(gè)長(zhǎng)度不超過(guò)爐子外蓋內(nèi)徑的短圓柱。履帶板的顯微組織觀察履帶板的微觀組織：復(fù)合材料履帶板的組織均勻細(xì)小，其中的sicp顆粒分布均勻，無(wú)偏聚現(xiàn)象，無(wú)明顯氣孔、夾雜、氧化等缺陷，晶界結(jié)合良好，無(wú)sicp顆粒的堆聚現(xiàn)象。履帶板的力學(xué)性能測(cè)試根據(jù)零件尺寸及各個(gè)部位的工作要求，對(duì)履帶板的四個(gè)不同部位進(jìn)行取樣加工成如圖2所示的拉伸試樣。取樣部位如圖3所示其中拉伸試樣1取件的部位為圖示相應(yīng)位置處的履帶板底部，試樣2為履帶板的外凸模成形部位，其所受的壓力較位置3(內(nèi)凸模成形位置)要小，試樣4取件的位置為履帶板的導(dǎo)齒(70mm高)。首先進(jìn)行硬度測(cè)試，取樣位置同拉伸試樣相同。測(cè)試儀器為micro-586hv硬度測(cè)試儀，選取的載荷為200g，保壓時(shí)間15s。硬度試樣要保證被測(cè)面平整無(wú)痕，且與放置面平行，為保證測(cè)量準(zhǔn)確無(wú)誤，多次測(cè)量求平均值進(jìn)行計(jì)算[50]。由于sicp顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料履帶板中分布有sicp顆粒，如果測(cè)試位置在增強(qiáng)體材料上則硬度會(huì)很高，在基體材料上則相對(duì)較低，因此本次實(shí)驗(yàn)中測(cè)試時(shí)選擇sicp顆粒均勻分布的點(diǎn)，每個(gè)試樣測(cè)5～7個(gè)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，拉伸試驗(yàn)和硬度測(cè)試結(jié)果如表6-1所示。表6-1履帶板的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果table6-1mechanicalpropertiestestresultsofcreepertreadsicp顆粒的硬度很高，與較軟的鋁合金混合后形成了較好的軟硬配合，復(fù)合材料硬度很高，而且材料受力時(shí)sicp顆粒阻礙基體材料的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，晶?；剖茏?，因而復(fù)合材料具有較高的比強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用sicp顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料制備的履帶板的強(qiáng)度、硬度性能均較高，滿足設(shè)計(jì)要求。sicp/2a50復(fù)合材料耐磨性研究履帶板是車輛行走零部件，其抗磨損性能是主要性能指標(biāo)之一，采用鋁基復(fù)合材料的主要目的一是減重，二就是提高耐磨損性能。因此對(duì)sicp/2a50復(fù)合材料耐磨性能及其影響因素的研究尤為重要。試驗(yàn)設(shè)備及原理摩擦磨損試驗(yàn)所用的機(jī)器為烏克蘭低溫物理研究所生產(chǎn)的ytn-tb-100摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，該試驗(yàn)機(jī)是銷盤式滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，試驗(yàn)在常溫下進(jìn)行，滑動(dòng)速度可以調(diào)節(jié)。所用的對(duì)磨材料為gcr15，硬度為63hrc，試樣與磨盤是平面接觸滑動(dòng)摩擦，試驗(yàn)在干摩擦條件下進(jìn)行。圖5為銷盤式滑動(dòng)摩擦原理圖，它是將試樣固定在上面，試樣是靜止的，磨盤旋轉(zhuǎn)與試樣之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。試驗(yàn)時(shí)可對(duì)試樣施加一定的壓力使其與旋轉(zhuǎn)圓盤產(chǎn)生摩擦力，摩擦力通過(guò)傳感器輸出，用來(lái)評(píng)定和計(jì)算各種摩擦副及試樣材料的磨損性能。摩擦磨損試樣做成6×6×18mm的長(zhǎng)方體，表面平整無(wú)劃痕。磨損試驗(yàn)時(shí)，每10s～15s記錄一次摩擦力，以分析制件的摩擦系數(shù)變化規(guī)律；每5min將試樣從試驗(yàn)機(jī)上取下稱量質(zhì)量，以分析試樣的質(zhì)損量隨不同材料配比和制備工藝的變化規(guī)律。試驗(yàn)方案試驗(yàn)分為兩組，第一組是在相同摩擦條件，壓力40n，滑動(dòng)速度：0.4m/s，滑動(dòng)距離：500m，時(shí)間：1250s。材料制備參數(shù)對(duì)磨損量的影響，制備參數(shù)分為：(1)不同攪拌速度對(duì)制件耐磨性的影響。(2)不同攪拌時(shí)間對(duì)制件耐磨性的影響。(3)不同攪拌溫度對(duì)制件耐磨性的影響。(4)不同的sicp體積分?jǐn)?shù)對(duì)制件耐磨性的影響。第二組是選擇第一組優(yōu)化條件下制備的材料，在相同摩擦條件下與基體合金2a50和鋼的耐磨性能對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果與分析由于材料的磨損是一種十分復(fù)雜的動(dòng)態(tài)的物理和化學(xué)過(guò)程，材料的耐磨性是一個(gè)系統(tǒng)的性質(zhì)，受多種因素影響，因此磨損量數(shù)據(jù)較為分散，磨損量與摩擦?xí)r間、負(fù)荷大小、潤(rùn)滑條件有關(guān)，這里采用單一變量試驗(yàn)進(jìn)行分析，以研究不同的工藝參數(shù)對(duì)制件耐磨性的影響。不同攪拌速度對(duì)履帶板耐磨性的影響不同攪拌速度下制備材料在磨損試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比。材料其它制備參數(shù)sicp顆粒度7μm，體積分?jǐn)?shù)7.5vol％，攪拌溫度660℃，攪拌時(shí)間50min?？梢姅嚢杷俣仍酱?，質(zhì)損量越小，制件抗摩擦磨損的性能越好。這是因?yàn)閿嚢杷俣仍礁?，相同時(shí)間內(nèi)攪拌的更均勻，sicp顆粒在鋁液中的彌散分布效果更好。但又要防止速度過(guò)大進(jìn)行攪拌時(shí)鋁液飛濺，把攪拌溫度控制在1000r/min左右較為合適，本文的研究中，根據(jù)攪拌器的速度及合適的耐磨性要求，將速度控制在875r/min。不同攪拌時(shí)間對(duì)履帶板耐磨性的影響不同攪拌時(shí)間制備的復(fù)合材料履帶板磨損量曲線。試樣制備的其它參數(shù)：sicp顆粒度7μm，體積分?jǐn)?shù)7.5vol％，攪拌溫度620℃(半固態(tài))，攪拌速度875r/min。攪拌時(shí)間分別為10min、30min、60min、100min。由試驗(yàn)結(jié)果可知：制件的磨損量先隨著攪拌時(shí)間的增加而減少，但當(dāng)攪拌時(shí)間超過(guò)60min之后其磨損量反而增加，耐磨性減弱。攪拌時(shí)間增加，sicp顆粒在鋁液中的分布更均勻，增強(qiáng)體材料將起到更好的支撐作用，制件耐磨性增強(qiáng)。攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)有氣體、水分等雜質(zhì)卷入使基體材料氧化反而會(huì)使sicp顆粒與鋁液的結(jié)合減弱，制件耐磨性能下降。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，將攪拌時(shí)間控制在40min～60min較為合適。不同攪拌溫度對(duì)履帶板耐磨性的影響三組不同攪拌溫度及時(shí)間制備的復(fù)合材料履帶板。制備時(shí)的工藝參數(shù)見表6-2。結(jié)果表明，磨損量的大小順序是：△ma2>△ma3>△ma4>△ma5>△ma1>△ma6。結(jié)果表明：隨著攪拌溫度增大，攪拌時(shí)間增加，制件的磨損量減小，抗磨性能增強(qiáng)。制件a2的溫度低，是在半固態(tài)溫度下攪拌復(fù)合材料成形，其質(zhì)損量最大，且其質(zhì)量磨損速度呈現(xiàn)越來(lái)越快的現(xiàn)象，即磨損量隨時(shí)間增加越來(lái)越大。制件a3～a6溫度依次升高，其磨損量越來(lái)越小。在溫度為660℃和680℃條件下攪拌所得的制件磨損量相差不大，即這個(gè)區(qū)間的溫度改變表6-2不同攪拌溫度試樣的制備參數(shù)table6-2preparationparametersofdifferentmixingtemperature對(duì)耐磨性影響不大。而當(dāng)攪拌溫度達(dá)到700℃攪拌60min時(shí)制件的磨損量明顯遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它制件的磨損量，耐磨性最好。這是因?yàn)闇囟壬撸X液流動(dòng)性更好，隨著攪拌時(shí)間的增加，攪拌溫度的升高，液體粘度降低流動(dòng)性的增強(qiáng)，sicp顆粒的流動(dòng)阻力減小在基體中就呈現(xiàn)均勻的彌散分布的狀態(tài)，增強(qiáng)效果更好，因此制件的耐磨性最強(qiáng)。制件a1在溫度600℃的半固態(tài)條件下進(jìn)行攪拌，但其耐磨性能也較好。這是因?yàn)樵谥苽渲萍1的材料，利用了制備a6的一爐材料，在材料從液態(tài)溫度降低到半固態(tài)溫度的過(guò)程中不斷攪拌，待其降低到半固態(tài)溫度600℃后再攪拌10分鐘進(jìn)行澆注成形，在溫度降低的過(guò)程中攪拌棒葉片對(duì)材料產(chǎn)生了剪切力，打碎了液態(tài)下材料的枝晶，并且其攪拌時(shí)間較長(zhǎng)，sicp顆粒分布會(huì)更加均勻，因此其耐磨性也較好。此組實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在660℃～700℃液態(tài)條件下攪拌的復(fù)合材料耐磨性能最好。sicp顆粒體積分?jǐn)?shù)對(duì)履帶板耐磨性的影響sicp顆粒增強(qiáng)體積分?jǐn)?shù)是影響制件耐磨性的重要因素之一，隨著sicp含量的增加，制件的磨損量明顯降低，耐磨性顯著增強(qiáng)。與基體合金相比，加入10％的sicp后磨損量降低了57vol％～69vol％。sicp/2a50復(fù)合材料與基體合金、45號(hào)鋼、38crsi的磨損量比較。不同材料制備的履帶板的磨損量比較。四組履帶板分別為：基體鋁合金液態(tài)模鍛成形、基體鋁合金在鑄態(tài)下成形、含5vol％sicp及含有10vol％sicp顆粒的鋁基復(fù)合材料液態(tài)模鍛成形。明顯地，磨損量大小順序?yàn)椋骸鱩鑄態(tài)>△m純鋁>△m5％sicp>△m10％sicp同樣的摩擦條件下sicp顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料制備的履帶板磨損量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它材料制備的履帶板，加入10vol％sicp顆粒的復(fù)合材料對(duì)基體的增強(qiáng)效果好，單位時(shí)間的平均磨損量減小到7.5×10-7g/s，與未加入sicp顆粒的純鋁合金制件相比，耐磨性提高了57％～69％。sicp/2a50履帶板的摩擦系數(shù)測(cè)定sicp顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料摩擦速度為0.4m/s時(shí)的摩擦系數(shù)，摩擦系數(shù)μ的計(jì)算公式：μ＝f/p(6-1)式中f——摩擦力(n)；p——試樣上所加的載荷為40n。在摩擦速度為0.4m/s時(shí)復(fù)合材料的摩擦系數(shù)在0.565～0.578之間，sicp的含量對(duì)復(fù)合材料的摩擦系數(shù)影響不大。摩擦磨損形貌及磨損機(jī)理為研究履帶板磨損失效的機(jī)理，用掃描電子顯微鏡觀察了攪拌溫度為600℃、700℃制備的10vol％sicp復(fù)合材料在0.4m/s摩擦速度下摩擦試樣的磨損形貌，從磨損形貌來(lái)看，材料的磨損以磨粒磨損為主，兼或有一定程度的粘著磨損發(fā)生，但是磨粒磨損的程度有較大差別，粘著磨損和磨粒磨損哪一種機(jī)制占主導(dǎo)與材料成分及制備工藝有關(guān)。制備溫度為半固態(tài)條件下的600℃，有較嚴(yán)重的粘著磨損。制備溫度為700℃，材料耐磨性能增強(qiáng)，耐磨性較好，從其磨損形貌來(lái)看，是典型的磨粒磨損，少數(shù)部分有一些粘著發(fā)生。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并不用于限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
：的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)12當(dāng)前第1頁(yè)12