铝锰青铜具有优良的力学性能、较高的耐磨性,被广泛的应用在机械工程领域,成为现代工业中不可缺少的铜合金。本文研究以A1、Mn为主要合金元素的铝锰青铜合金,作为锡青铜的替代材料,用于制备高炉泥炮活塞环,以降低活塞环的生产成本。本文通过成分设计,制备工艺,热处理等手段优化铝锰青铜的组织、性能。研究主要内容为：(1)根据活塞环的工况条件,结合锡青铜的性能,设计并制备铝锰青铜合金。(2)分别观察铸态及退火后,不同A1、Mn含量下试样的组织形貌,并测定其硬度、拉伸性能。讨论A1、Mn含量对上述组织,硬度和拉伸性能的影响,给出最佳含量。(3)针对锡青铜及铝锰青铜合金,进行恒载、恒速下摩擦磨损实验,对比分析锡青铜、铝锰青铜的摩擦磨损性能。(4)针对铝锰青铜合金,进行恒载、变速和恒速、变载下摩擦磨损实验,讨论转速、载荷对铝锰青铜摩擦磨损性能的影响。综合分析实验结果,得出以下结论：(1)随着Al含量的增加,α相、共析体(α+γ2)组织减少,β’相、γ2相增加。合金硬度、强度增加,延伸率降低。Mn含量对组织的影响主要体现在退火过程中。Mn含量较低的合金,经退火后,共析体(α+γ2)组织增加,合金硬度上升,强度增加,延伸率无明显变化。(2)含Al量为11.5%,含Mn量为6.4%的铝锰青铜合金,经600℃保温2小时,随炉冷却的退火处理后,具备最佳的组织及力学性能。该成分下的合金性能优于锡青铜材料,满足活塞环工况下的性能要求。(3)含A1量在11.5%,含Mn量在6.4%并退火后的铝锰青铜合金具备优异的摩擦磨损性能。80N,80r/min实验条件下,铝锰青铜的摩擦系数仅为0.351,磨损量为0.124g,而锡青铜的摩擦系数为0.931,磨损量为0.426g。(4)相对于转速,载荷对铝锰青铜合金的摩擦磨损性能影响更大,随着载荷的增加,摩擦系数增大,磨损量增加。低速、低载时主要以轻微的擦伤、疲劳磨损为主；高速、重载时主要以氧化磨损、磨粒磨损、疲劳磨损为主。