模具铜合金材料摩擦磨损特性的研究

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近年来,板式换热器行业引用了一种进口高铝青铜模具材料代替传统的35CrMo等铁基模具钢,主要是该材料制作的模具具有强度高,摩擦系数小,耐磨性好等优点,是拉伸不锈钢这类变形阻力大的板材的优秀模具材料,为实现这种模具材料的国产化,降低模具成本,借鉴进口高铝青铜模具材料的成分配比,采用普通熔炼炉进行熔炼。课题组对此铸态组织已摸索了一些热处理方案,总结出最佳的硬化工艺,本文将对其铸态组织,热处理组织进行摩擦特性的研究,确定不同组织的最佳使用条件。 为了了解研制高铝青铜Cu14Al-X的摩擦性能,本文选用ZQAl10-4-4和QA19-4作为对比试验材料。 (1)在相同条件下,铸态铝青铜Cu14Al-X比国标牌号中ZQAl10-4-4和QA19-4的摩擦系数低,摩擦相同行程后,磨损失重量小,也就是说高铝青铜Cu14Al-X具有更好的减磨性和耐磨性。 (2)在恒定的压力下,改变滑动速度(在试验范围内)ZQAl10-4-4和QA19-4不仅随摩擦行程的增加,磨损率急剧增加,而且过早出现基体的严重塑性变形及疲劳剥离现象,而Cu14Al-X随速度的增大,磨损率出现一最低值,即当v=0.7m/s时,单位行程中磨损失重最小。 (3)通过对Cu14Al-X实施860℃-900℃固溶处理2h,在560℃-600℃保温4h进行时效处理后,Cu14Al-X的减磨、耐磨性得到很大的改善,相同条件下,摩擦系数下降近4.4倍,磨损率下降近2.5倍,磨损机制有严重粘着磨损转为轻微的粘着磨损。
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