作为典型的Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金，7075铝合金广泛应用于航空航天、核工业、交通运输等领域[1～3]。近几年对超高强铝合金的研究，主要集中在对其力学性能和耐蚀性的改善[4～8]。而高强铝合金作为摩擦元件，在军事、汽车和一般机器制造业中得到了应用[9]。因此，对高强铝合金摩擦学性能的研究变得越来越重要。

目前国内外学者研究了高强铝合金的磨损性能[10～12]。Rao[10]等研究了热处理对Si C颗粒增强的7009铝合金滑动磨损行为的影响，发现时效处理的铝合金及复合材料出现析出强化，硬度提高了5%～10%。在峰时效时，铝合金及其复合材料的磨损率最低。黄伟九[11]等认为，超长时效处理后的合金其硬度具有双峰时效特征，且第二峰样品表现出更优异的摩擦学性能。张平[12]等研究了-60℃和300℃两种极端环境对经过二次时效处理的7055铝合金摩擦磨损性能影响，发现300℃时效材料发生回归现象，使材料的耐磨性提高。

晚上，欣欣一边看电视，一边说：“妈，你一天忙里忙外挺累的，我本来是要请个阿姨过来做饭带孩子的，您在这里我更放心，比谁都强。我们就不找外人了，以后，我给您付工资，这样我也心安些。”

本文选用能使7xxx系铝合金在保持T6状态强度的情况下得到接近T73状态的抗腐蚀性能[13～16]的回归再时效工艺，研究7075铝合金摩擦磨损性能。最佳回归时间是随着回归温度的提高而缩短的[17]。而受限于传统炉温处理，回归时间普遍较长，最短的回归时间也高达30 s[18～21]。因此，相对于回归处理所要求的高温短时仍有不足之处。激光具有功率密度高、加热时温度提高快的特性，适用于RRA工艺中的回归过程。激光热处理的高功率密度能保证试样在极短时间下得到均匀处理，避免受热不均匀。同时，研究激光处理对RRA工艺的影响，可以弥补传统工艺对RRA工艺的限制，更好地优化RRA工艺。鉴于此，本文用激光表面热处理代替RRA中的回归过程(即LRRA)，研究7075铝合金进行激光表面热处理工艺参数，找出影响材料性能的主要因素，总结工艺参数的变化与材料热处理效果变化规律并选出合适的工艺参数，以进一步提高7075铝合金硬度和耐磨性。

控制电路主要功能是实现TMS320F2812芯片的供电、功率和控制回路的隔离及功率管IRF3710的驱动。

1 实验方法

实验用合金的成分列于表1。

图8给出了7075铝合金在不同功率下激光扫描过并经再时效后的微观组织。从图8a可以看出，激光功率为600 W时试样的析出相以η′为主，η′相部分较粗大且析出量较低。当激光功率为850 W时(图8b)，部分η′相转变为η相，其尺寸变小，数量且大多弥散分布。激光功率增加到900 W时(图8c)，η′相和η相析出的量较多，且尺寸较大。激光扫描速度降低到1 mm/s时(图8d)，η′相和η相粗化，数量较少。激光扫描速度升高到5 mm/s时(图8e)，η′相和η相的析出量大幅降低，且尺寸保持在较大的程度。用传统RRA处理的试样中η′相和η相较为细小，析出量较多且呈弥散分布(图8f)，但是图8b中的η′相和η相，其细化和析出量仍有一定的区别。

图5 给出了不同扫描速度的LRRA和RRA处理下试样的磨损量。由图5可知，激光功率为850 W、扫描速度为2 mm/s时的试样磨损量最小，为0.1 m g。扫描速度为1 m m/s的试样其磨损量最大为0.9 m g。用传统RRA处理的试样其磨损量为0.2 m g。其耐磨性略低于激光功率为850 W、扫描速度为2 m m/s时的试样。由此可以确定，功率为850 W、扫描速度为2 m m/s的激光处理有益于提高7075铝合金的耐磨性。摩擦磨损量与硬度值的图表表明，在试样的硬度提高的同时其耐磨性也有一定程度的提高。并且在其硬度为峰值时，耐磨性也到达峰值。

对于A l-Zn-Mg-Cu系铝合金，D anh等[23]认为，在回归初期G P区的溶解是导致硬度、强度下降的主要原因，随后的硬度、强度的提高归结于基体中η和η′相的形核和长大。之后，导致强度、硬度下降的主要原因是析出相的粗化。Park等[24,25]的观点不同：初期硬度的下降归结于尺寸较小的η′相的溶解和较大尺寸η′相的继续长大，随后硬度的提高是由于析出率的增加，主要是η相的析出。

2 实验结果

2.1 LRRA对合金硬度的影响

图1给出了不同激光功率的LRRA处理和RRA处理下硬度平均值。从图1可见，随着激光功率的提高折线呈上升趋势，激光功率为850 W时试样的硬度最高。试样硬度值达到181 H BW后下降。激光功率为600 W时试样硬度值最低，为165 H BW。激光功率850 W时试样的硬度比激光功率600 W时试样的硬度高了近20 H BW。在激光功率为750 W和850 W时，试样的硬度值出现双峰，且第二峰的硬度要略优于第一峰。第一峰和第二峰的硬度值，都高于用传统RRA处理试样的硬度值。可以确定，激光功率为850 W时7075铝合金的硬度得到了有效的提高。

表1 7075铝合金的化学成分(质量分数,%) Table 1 Chemical composition of 7075 aluminum alloy(%,mass fraction)

Cu 1.60 Mn 0.29 Al Bal.Mg 2.86 Cr 0.21 Zn 6.0 Ti 0.17

表2 7075铝合金时效处理 Table 2Aging treatments of 7075 aluminum alloy

Hot treatment Preaging Reaging Ageing with different power Ageing with different scanning speed Traditional RRAageing 120℃×16 h Retrogression 600～900 W,2 mm/s 850 W,1～5 mm/s 240℃×30 s 120℃×16 h

因此可以得出结论，较高功率的激光热处理有利于η′相的析出及η′向η的转变，且η的存在有利于提高7075铝合金的硬度和耐磨性。η′相和η相析出量越高越弥散试样的硬度越高，耐磨性越好，对7075铝合金有明显的强化作用。

图1 不同激光扫描速度的LRRA处理和RRA处理试样的硬度平均值 Fig.1 Average hardness after LRRA treatment with different scanning speed and RRAtreatment

图2 不同扫描速度的LRRA处理和RRA处理试样的硬度平均值 Fig.2 Average of hardness after LRRA treatment with different scanning speed and RRAtreatment

测试(850 W，2 m m/s)激光处理试样横截面的硬度后发现，截面的各个位置的硬度没有较大改变。如图3所示，本文实验中激光热处理对7075铝合金的处理深度为15 m m。硬度测试的结果表明，激光处理能较为均匀且较为深入的处理试样。

2.2 摩擦磨损

图4给出了不同激光功率的LRRA和RRA处理下试样磨损量。图4表明，激光功率为600～650 W时试样的磨损量显著增大。激光功率提高到650～850 W时，试样的磨损量逐渐减小。激光功率再次提高到850～900 W时，试样的磨损量再次增加。呈现出先增加再减小再增加的趋势。用传统RRA处理得到的试样的磨损量为0.2 m g，略低于用LRRA(850 W)处理的试样。激光功率为800和850 W的试样最耐磨，磨损量仅为0.1 mg。激光功率为650 W的试样，其耐磨性最差，磨损量达0.6 m g。与文献[11]的结果相似，第一个时效峰的耐磨性弱于第二峰。由此也可以确定，用激光代替RRA工艺不仅有利于提高7075铝合金的硬度，也有利于提高其耐磨性。综合硬度和磨损量两项数据，激光功率为850 W的试样其性能的提高最大。

图3 7075铝合金激光处理试样层硬度分布曲线 Fig.3 Hardness distribution of laser treatment layers of 7075 aluminum

图4不同激光功率的LRRA处理和RRA处理试样的磨损量 Fig.4 Wear mass of samples after LRRA treatment with different laser power and RRAtreatment

热处理实验结束后，将试样切成尺寸为15 m m×15 m m×15 m m的方形小块，用U H 250型数显维氏硬度计测量样品的硬度。每个试块打5点，取其结果的平均值。对激光处理层横截面进行硬度测试，探究激光对试样的处理深度。将试样加工成直径4 m m长度为15 m m的销试样，对磨盘采用G Cr12，并且对摩擦表面进行抛光。摩擦条件为室温、干摩擦、滑动速度150 r/m i n、试验载荷150 N、时间5 m i n。使用M M U-5G销盘试摩擦磨损试验机进行摩擦试验，采用精度0.1 m g的电子天平对磨损前后的销试样进行称量，每组参数做三次取平均值。用TM 3030扫描电子显微镜和能谱分析仪观察试样的表面形貌分析成分。用X RD-7000型射线衍射仪分析各种处理后7075铝合金的成分。用JEM-2100透射电子显微镜(TEM)观察样品的微结构。

图6给出了不同热处理下得到的样品的磨损表面形貌。其中图6a～e是不同激光功率LRRA处理试样的磨损表面形貌；图6f和g是不同扫描速度LRRA处理试样的磨损表面形貌；图6h是RRA处理试样的磨损表面形貌。从图6a～c可见，试样磨损表面粘附着许多细小的颗粒。试样试样有许多平行于滑动方向的较浅的犁沟和少量的黑色物质。ED S检测结果表明，黑色物质的表面以O、A l为主，有少量的Fe、Zn、M g等。Fe的存在，表明在对磨面之间发生了材料的转移。O含量的大量增加表明，在摩擦过程中材料表面发生氧化产生了黑色氧化物。随着激光功率的提高试样表面的犁沟变浅。这表明，试样以磨粒磨损为主，并有伴有氧化磨损。将激光功率提高到850和900 W，如图6d和e所示，在材料表面出现了大量的氧化物。激光功率为850 W的试样，表面的犁沟较少并且浅。这表明，试样以氧化磨损为主，伴有少量的磨粒磨损。激光功率提高到900 W的试样，在其表面产生大量氧化物的同时还出现许多比较深的犁沟。这表明，一味提高激光功率并不能有效地提高试样的耐磨性。同时，比较激光功率为750 W和850 W时试样的磨损表面，可以得到与文献[11]相同的结论。即与第一峰样品相比，第二峰样品表现出更优异的摩擦学性能。从图6f可以观察到，当激光的扫描速度降低时试样表面出现很深的犁沟，氧化物的量减少，表明试样以磨粒磨损为主。当激光的扫描速度提高时，如图6g，在试样表面出现裂纹。在表面出现轻微的剥落，产生了少量氧化物。即在摩擦过程中存在着粘着磨损和氧化磨损，耐磨性大幅降低。可以确定，过高或过低的激光扫描速度对试样的耐磨性没有增强作用。从图6h可见，在试样表面产生较多的氧化物，并且出现轻微的犁沟。相对于图6d试样表面，仍有相对较深的犁沟。相比于其他试样其耐磨性较高，即用RRA处理的试样其耐磨性较强，但是略低于用LRRA处理(即激光功率为850 W，扫描速度为2 m m/s)的试样。

自父亲将奶奶家迁移到新公大楼后，很少有人提起它。每次询问父亲，他都会惊讶地说：“去那儿干什么？早就搬走了。”母亲在一旁附和：“怎么老念旧？”我要亲自寻觅过去的点点滴滴——小花园、东安公园、枫林新村……

图5不同扫描速度的LRRA处理和RRA处理的试样的磨损量 Fig.5 Wear mass of samples after LRRA treatment with different scanning speed and RRAtreatment

2.3 LRRA对铝合金组成和组织的影响

（八）主要行业盈利情况。1—8月，钢铁、石油石化、有色、煤炭等行业利润同比增幅较高，均高于收入增长幅度。

固溶处理的制度为，在450℃保温1 h后升温至470℃，保温2 h后迅速水淬，时效工艺如表2所示。关于回归温度的选择，回归温度要求的高温因材料的限制而有一定的局限性。其温度不宜高于300℃。根据李娜等的研究结果[22]，激光功率为1000 W、扫描速度为2 m m/s时，试样温度达到325℃。因此，本文实验用的激光功率不大于950 W。因为不宜将功率调整过低，实验用的激光功率取600～900 W。在扫描速度固定的情况下，改变激光功率以便找出对材料强化作用最有效的功率。然后在确定激光功率的情况下改变扫描速度对试样进行激光热处理，找出对7075铝合金强化作用最优的参数。准备一个传统RRA试样做对比。

3 讨论

2.3.3 对月子期间食物禁忌的观点 关于月子期间是否应禁忌某些食物，88.5%的调查对象认为应该禁忌、2.5%认为不应该，8.9%表示不清楚，年轻女性和婆婆/妈妈在这一问题的回答上相对吻合，差异无统计学意义(P>0.05)。

图6 用不同热处理制备的7075铝合金的磨损表面形貌 Fig.6 Morphology of worn surface of 7075 alloy after different heat treatments(a)LRRA(600 W);(b)LRRA(700 W);(c)LRRA(750 W);(d)LRRA(850 W);(e)LRRA(900W);(f)LRRA(1mm/s);(g)LRRA(5 mm/s);(h)RRA

激光功率较低时，主要析出η′相，产生少量η相。随着激光功率的提高部分η′相转变为η相，η′相和η相的尺寸也逐渐缩小。在激光功率为850 W、扫描速度为2 mm/s时，达到最小并呈弥散分布。随着激光功率的继续提高析出相η′相和η相的量变化较小，但是明显粗化。很明显，激光功率的提高有利于η′相向η相转变，并且在一定范围内有利于η′相和η相的细化。但是过高的激光功率反而不利于η′相和η相的细化。确定合适的激光功率(850 W)后，将扫描速度减小到1 mm/s，则η′相和η相明显粗化。扫描速度为5 mm/s时析出的η′相和η相少，并且析出的相相对较粗大。由此也印证了Park等[24,25]的结论，即硬度和耐磨性的提高主要取决于η′相和η相的析出量。并且当改变功率时明显看出激光对η′相向η相转变的促进。并且可以看出，激光功率的改变对η′相向η相的转变有明显的促进。对比硬度和耐磨性，可见η相有利于提高硬度和耐磨性。

图7 给出了不同处理得到的7075铝合金X RD衍射图谱。由图7可见，经过LRRA处理的试样和传统RRA处理得到的试样其内部都有α-Al和M gZn2。还可以看出，M gZn2的析出对7075铝合金的强化效果有至关重要的影响。析出相同的MgZn2相，试样的硬度和耐磨性却不同。其中，MgZn2的分布、大小和析出的量，对7075铝合金硬度和耐磨性有极大的影响。

图7 不同热处理的7075铝合金的X射线衍射图 Fig.7 X-ray diffraction patterns of 7075 aluminum alloy with different heat treatments

图8 不同热处理制度的7075铝合金的组织 Fig.8 TEM images of 7075 alloy after different heat treatments(a)600 W;(b)850 W;(c)900 W;(d)1 mm/s;(e)5 mm/s;(f)RRA

图2给出了不同扫描速度的LRRA处理及传统RRA处理下硬度平均值。从图2可以看出，折线规律性很明显。随着激光的扫描速度的提高，硬度值先增大后减小。在扫描速度为2 m m/s时，试样的硬度值最高。用传统RRA处理得到的试样其硬度值为175 H BW，略低于用LRRA(2 m m/s)处理试样的硬度值。与功率对硬度的影响相比，扫描速度对硬度的影响程度更大。除了2 m m/s的扫描速度，其余几组激光扫描速度对试件硬度的强化效果较差。因此可以确定，功率为850 W时扫描速度为2 m m/s的激光参数对7075铝合金强化效果最佳。

4 结论

(1)以激光功率为850 W、扫描速度为2 m m/s的制度处理的7075铝合金，硬度最高。用传统RRA处理的试样硬度为175 H BW。以激光功率为850 W、扫描速度为2 m m/s的制度处理的试样，其硬度达到181 H BW，比用传统RRA处理的试样略高。

(2)以激光功率在850 W、扫描速度为2 mm/s的制度处理的7075铝合金，其耐磨性最高。在相同载荷、转速和时间条件下，用传统RRA处理的试样磨损量为0.2 mg。以激光功率为850 W、扫描速度为2 m m/s的制度处理的试样，磨损量为0.1 m g，其耐磨性比用传统RRA处理的试样提高。

(3)用传统RRA处理的试样和激光扫描过(850 W)的试样，在激光扫描过的试样中η′相和η相尺寸更细小且更弥散。对于7075铝合金，激光功率较高的热处理有利于η′相的析出及η′向η的转变，且η相的存在有利于提高其硬度和耐磨性。

指标u31、u32、u33、u34、u35、u36权重为：η3=η31，η32，η33，η34，η35，η36；

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