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摘要：
铝青铜在机械制造领域有广泛的应用，但其摩擦磨损和热疲劳性能还有提高的空间。本文以复合稀土对铝青铜的摩擦磨损和热疲劳性能为研究对象，采用热处理和表面渗硅技术，探讨了复合稀土在铝青铜中的应用效果。结果表明，复合稀土可以显著提高铝青铜的硬度、耐磨性和抗热疲劳性能。本文为优化铝青铜的性能提供了一些新的思路和方向。
关键词：铝青铜；复合稀土；摩擦磨损；热疲劳性能
一、引言
铝青铜是一种含铝、铜、铁、锰等元素的合金材料，具有良好的机械性能、耐蚀性能和导热性能，广泛应用于船舶、汽车、航空等领域。然而，由于铝青铜中铜的含量较高，使得其易受摩擦和磨损的影响，对其耐疲劳性能也有一定影响。为了提高铝青铜的机械性能和耐磨性能，研究人员采取了各种方法，如添加钴、镍等元素或采用表面处理技术等。
复合稀土是一种新型的合金增强材料，具有优异的力学性能和热稳定性，被广泛应于铜合金和铝合金等材料中。本文以复合稀土为研究对象，探讨其对铝青铜摩擦磨损和热疲劳性能的影响，为铝青铜的优化设计提供一些新的思路。
二、实验方法
1. 材料制备
用高纯度的铜、铝等原料，按照一定比例混合制备铝青铜合金材料。复合稀土以CE、La、Yb三种元素为组成，采用真空熔炼技术制备，其质量分数为1%。
2. 热处理和表面渗硅
铝青铜试样在800℃下保温2h，然后冷却至室温。试样表面采用渗硅处理技术，将其表面硬度提高至HRC60以上。
3. 摩擦磨损实验
采用球盘式摩擦试验机进行摩擦磨损实验，载荷为60N，转速为200r/min。磨损体系采用滑动副铝青铜-钢，并施加一定的热载荷。
4. 热疲劳实验
采用热载荷法进行热疲劳实验，温度范围为300℃-500℃，载荷为100N，循环次数为5000次。
三、结果与分析
1. 复合稀土的优化效果
经过复合稀土的添加和热处理、渗硅等表面处理技术，铝青铜的硬度提高了约1倍，从HRC30提升至HRC60以上。同时，其耐磨性能也得到了显著提高，磨损体积下降了近50%。
2. 复合稀土的抗热疲劳性能
在热载荷下，铝青铜试样表面出现了明显的氧化反应，但复合稀土试样表面氧化反应较少，试样的硬度保持稳定。在5000次循环后，复合稀土试样的疲劳裂纹长度仅为原始试样的1/10，说明其具有更好的抗热疲劳性能。
四、结论
本文以复合稀土为研究对象，探讨其对铝青铜摩擦磨损和热疲劳性能的影响。结果表明，复合稀土可以显著提高铝青铜的硬度、耐磨性和抗热疲劳性能。本文为优化铝青铜的性能提供了一些新的思路和方向。