铜基块状非晶的制备及其摩擦磨损性能研究

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1、硕士学位论文摘要本文以Cu—zr—Al系块状非晶的制备及其摩擦磨损性能研究为背景，对磁悬浮一铜模吸铸法制备块体非晶作了研究，并用定向凝固法制备了非晶基自生复合材料。利用栓一盘摩擦试验机以及SEM、EDS等分析手段，系统研究了Cu基块体非晶的摩擦磨损性能。主要内容如下：首先，对磁悬浮一铜模吸铸法制备块状非晶的工艺进行了研究，结果表明，熔体过热温度可以影响块体非晶的非晶形成能力，在制备Cu50Zr42Als块体非晶时，熔体存在一个最佳的过热温度。其次，在具有大温度梯度的宽调频电磁成形定向凝固设备上，对定向凝固法制备非晶基自生复合材料进行了初步探索。研究表明：在温度梯度一定的情况下，随

2、拉拔速度的增加，合金组织得到了细化，并由胞状晶向树枝晶再向颗粒弥散状分布组织演化，制备出了内生枝晶增强非晶基自生复合材料和微米晶相增强的非晶基自生复合材料。再次，对Cu50Zr42A18非晶合金的摩擦磨损性能进行了测试并与zr65A117．5NiloCul7，5大块非晶的摩擦磨损性能做了对比，讨论了速度对摩擦系数及磨损机理的影响，结果表明Cu50Zr42A18非晶在较低滑移速度下摩擦性能较差并且在高速时发生比较严重的粘着，其耐磨性在速度大于0．8m／s时优于zr65A117．5NiloCul7．5块体非晶。接着我们通过添加元素Cr、Ni来讨论对CusoZr42Al$非晶合金的非晶

3、形成能力、热稳定性和摩擦磨损性能的影响。研究表明，成分为(Cu50Zr42A18)99(Cr)l和(CusoZr42Als)99(Ni)1时，合金仍然具有较高的非晶形成能力；添加Cr元素以后，其在低速下的摩擦性能得到了改善并且提高了非晶合金发生严重磨损的滑动速度；添加Ni元素后，同样改善了非晶合金在较低速度时的摩擦磨损性能，但在高速时的性能改善不明显；同时，我们还得出结论载荷和滑动速度对(Cu50Zr42A18)99(cr)1和(Cu50Zr42A18)99(Ni)1非晶合金的摩擦系数和磨损机理都有影响。最后，对具有良好耐腐蚀性的(Cu50Zr42Als)98(Cr2Ni)2非晶

4、合金在一定载荷下随滑动速度增加其摩擦系数及磨损机理的变化进行了测试，结果表明(Cu50Zr42AIs)98(Cr2Ni)2块状非晶在滑动速度低于1．Om／s时，表现出良好的耐磨性。关键词：块状非晶；非晶形成能力；非晶基复合材料；铜模吸铸；摩擦磨损铜基块状非品的制备及其摩擦磨损性能研究AbstractThepaperwasbasedonpreparingthebulkamorphousalloyandtestingit’sfrictionandwearpropertyinCu—Zr-AIsystem，theprocessofpreparingthebulkamorphousallo

5、ybymagneticlevitationmelting—coppermodlesuctionmethodwasstudied，whatwasmore，preparedthemetallicglassmatrixcompositesbyunidirectionalsolidification．ThefrictionandwearpropertieswerestudiedbyusingthePin-on—DiscfrictiontesterandSEM，EDS．Themainresultsandconclusionsofexperimentswerelistedasfollows：

6、Theprocessofmagneticlevitationmelting—coppermodlesuctionmethodwasstudied，theresultsshowedthatbulkamorphousalloy’sGFAwasaffectedbythemeltsuperheatingtemperature，duringpreparedtheCusoZr42Alsbulkamorphous，therewasanoptimalsuperheatingtemperature．Thegropeforpreparingmetallicglassmatrixcompositewa

7、sprocessedonunidirectionalsolidificationfurnacewithbiggertemperaturegradient．Itshowedthat，withtheincreaseddrawingvelocity．themicrostructufebecamethinningatthefixedtemperaturegradient，andfromcellularstructuretodendriticstructurethenparticlesiz