Al 基粉末冶金摩擦材料由於其具有良好的導熱、耐磨及摩擦因數高等特性而廣泛應用於飛機、汽車、船舶和工程機械等剎車裝置及離合器上。由於純Al 強度不高，故採取在Al 基體中添加Cu、Mg、Fe 合金元素來提高材料的強度和硬度，透過改變它們的百分含量來研究基體的摩擦磨損性能。材料中加入SiC 粉末用以提高摩擦因數，以石墨C 作爲潤滑組元。本文采用用粉末冶金方法制備Al 基複合材料，研究製備工藝對Al 基複合材料的組織及性能的影響。
1 實驗
實驗原料採用粒度< 100μm 鋁粉( 純度≥99. 0%) 和粒度<200μmSiC 粉( 純度≥99. 0%) 。按照質量百分比Al + 20% SiC 配比稱取粉末，以無水乙醇爲混料介質，在行星式球磨機中混料。將混合後粉末在100MPa 下單向軸向壓制成形，壓制後的坯體樣品在真空爐中分別在500℃、550℃、600 ℃、650 ℃燒結，保溫2h，之後隨爐冷卻。採用排水法測量合金燒結體的體積密度，採用顯洛氏硬度計測試樣品的硬度。合金樣品經砂紙打磨，機械拋光後，用JSM - 6510LA 掃描電鏡分析樣品組織形貌。摩擦磨損試驗在M - 2000 型摩擦磨損試驗機上進行。
2 結果與討論
由圖1 可以看出，燒結溫度爲550°C，樣品密度和硬度值最大。在燒結的過程中，分爲固相燒結和液相燒結兩個過程，固相燒結過程中，坯體的燒結主要依靠不同組分顆粒之間的互擴散與坯體的合金均勻化過程來完成，由於顆粒不能發生相對運動，所以坯體燒結的緻密化程度較低，坯體內部存在大量的孔隙。當液相生成後，在不平衡的毛細管力作用下，固體顆粒進行位置的調整與重新分佈以達到最緊密的排布，這時燒結體的'緻密化程度和密度迅速增大。因此當燒結溫度達到550°C 以後，隨着燒結溫度的繼續升高，燒結過程中逐漸出現大量的液相，坯體孔隙率明顯下降，緻密化程度與密度急劇減少。
由粘着磨損和磨粒磨損表達式知道磨損量與硬度成反比所以選擇這兩組試樣做磨損實驗，從上圖可以看出硬度最大的時候磨損量最小，球磨時間相同時溫度越高，磨損量先減少後增加。綜上所述，燒結溫度爲550 °C時磨損量最少，耐磨性最好。
樣品表面有適量的陶瓷顆粒，分佈比較比較均勻，這些陶瓷顆粒就是增強Al 基材料性能的顆粒。當低溫燒結時，由於燒結不充分，材料中含有大量的孔隙，基體中各組元結合不夠緊密，增強相顆粒與基體組元間的結合被消弱。當燒結溫度爲550 °C 時，孔隙度較小，組織結構分佈較均勻，故其緻密化程度較高，其耐磨性較高。圖3 燒結溫度爲550 °C 樣品的SEM 圖片
3 結論
採用粉末冶金法制備出Al 基複合材料，研究了不同燒結溫度對材料的組織和力學性能的影響。隨着燒結溫度的升高，組織結構分佈較均勻，燒結體的緻密化程度和耐磨性得到提高。最佳燒結溫度爲550 °C 時，樣品具有較高的密度和較好的耐磨性。