石墨_陶瓷颗粒复合增强铸造锌基复合材料的制备及其性能.pdf

研究与应用

石墨、陶瓷颗粒复合增强铸造锌基复合材料的
制备及其性能

华南理工大学机电系(广州510641)杨立彦罗承萍骆灼旋隋贤栋

【提要】以石墨、碳化硼颗粒为复合增强体、ZA227为基体,制备出锌基复合材料,并研究了它
的常规力学性能及摩擦学特性。通过对粒子进行预处理、球磨、机械搅拌等技术,将粒子与熔融状态
的锌铝合金复合并搅拌成均匀的浆料,用挤压铸造法挤压成型,得到粒子增强的锌基复合材料。在金
属基体上均匀分布着石墨、碳化硼颗粒。锌基复合材料比基体进入稳定磨损阶段的时间缩短,滑动过
程平稳性增大。在润滑条件下,复合材料的耐磨性比ZA227合金有较大幅度提高,减摩性有所提高。

关键词:锌铝合金挤压铸造力学性能摩擦学特性石墨颗粒碳化硼颗粒

Preparationof(Graphite+B4C)ParticleReinforced
CastZA227Zinc2aluminiumCompositeandItsProperties

YangLiyan,LuoChengping,LuoZhuoxuan,SuiXiandong
(SouthChinaUniversityofTechnology)

Abstract

AcastZA227zinc2aluminiumalloymatrixcompositereinforcedby(graphite+B4C)particleshasbeen
preparedanditsmechanicalpropertiesandtribologyfeaturewerealsostudied.Afterpretreating,ball
millingandmechanicalagitation,theparticleswereaddedtomoltenZA227zinc2aluminiumalloyanduni2
formslurrywasabtained,thearticlereinforcedzinc2basecompositewasmadeupusingsqueezecasting.

The(graphite,B4C)reinforcementswerefoundunifromlydistributedthroughoutthematrix.Thezinc2
basecompositehasshortertimereachingsteady2wearstagethantheZA227matrixandthesmoothnessin2
creasedinslidingfriction,thewear2resistanceofzinc2basecompositewasincreasedmoremarkedlythan
thatofZA227alloyunderlubricatedconditons,asdoestheseizureresistance.

本世纪70年代加拿大Noranda研究中心研制出化增强体表面,以便同基体更好结合。并以ZA-27
ZA227合金,后来又产生了ZA28和原ILZRO12经改合金做基体,加入一定量的石墨、碳化硼粒子与之复
进而成为ZA212〔12〕,其中以ZA227合金综合力学性能合,制成铸造复合材料,进一步提高材料的耐磨性和自
最好。这一系列合金以其优良的力学性能、耐磨及优润滑性,克服前述缺点,扩大其使用范围。
良铸造工艺性能等一系列优点在代替普通铸铁、可锻
,一、试验方法及设备
铸铁、某些强度要求较高的铝合金方面,代替锡青锡作
耐磨件方面取得显著成效。但它也有一些缺点,如存11基体材料
在耐磨质点少、摩擦系数和线膨胀系数较大,工作温度基体材料采用ZA227合金,其化学成分(质量分
和工作速度也受到限制,ZA227工作温度不宜超过数,%)为26～28Al,2Cu,0102～0103Mg,余量为Zn,
150℃,ZA212不宜超过95℃。另加入少量混合稀土及硼钛中间合金。
用铸造法制备MMC,关键是增强体和基体不润21增强材料
湿,不润湿的主要原因在于增强颗粒表面积大,又吸附石墨、碳化硼颗粒过320目筛,粒度小于45μm。
了不少气体和其它夹杂物。为此,作者通过球磨、超声为了改善增强体颗粒与基体金属液间润湿性,提高增
波清洗和加热等方法进行预处理,使附着物质脱附,活强体表面活性,对增强体颗粒进行了预处理:首先,将

1997年12月26日收到初稿,1998年3月10日收到修改稿。

《铸造》199815·1·
石墨装在密封坩埚内,放入箱式电阻炉并加热到成形,并保压1分钟,制成所需的复合材料试块。型腔
600℃、保温6h后随炉冷却、以去除颗粒表面的油脂、用涂料为10%石墨+90%30#机油或硅油涂料。
水分、气体和其它污物;其次,将碳化硼粒子放入丙酮51