機械攪拌法制備SiC顆粒增強鋁基復(fù)合材料技術(shù)研究.pdf

1、本論文重點研究了機械攪拌法制備SiC顆粒增強ZL104合金復(fù)合材料的制備工藝，同時對制備的復(fù)合材料漿料進行了離心鑄造成形工藝的研究。研究表明自行設(shè)計的制備裝置合理可行，研究工藝清晰，制備出了分布均勻、結(jié)合良好的顆粒增強鋁基復(fù)合材料，離心鑄造成形零件完整光潔、組織致密，性能優(yōu)良。 根據(jù)機械攪拌法制備顆粒增強鋁基復(fù)合材料的工藝原理，自行設(shè)計了一套集熔煉、攪拌、氣體保護為一體的整套裝置，布局合理，操作方便。攪拌復(fù)合之前，對SiC顆粒進

2、行了600℃的高溫焙燒預(yù)處理；在熔煉制備過程中，選擇合適的熔體溫度加入經(jīng)200℃預(yù)熱的SiC顆粒，使攪拌器在高速旋轉(zhuǎn)下產(chǎn)生漩渦把顆粒卷入到熔體中，然后根據(jù)熔體液面情況進行及時的調(diào)整，使攪拌器保持合理的位置和攪拌速度，保證攪拌引起的旋渦不要過大，以減少氣體的卷入和基體金屬的氧化。研究中采用了每分鐘825轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速進行了100分鐘的穩(wěn)定攪拌分散工藝過程。將制備的復(fù)合材料漿料重力澆注成棒料試樣，觀測其微觀組織，結(jié)果表明：在通過機械攪拌法一次性制

3、備近30Kg的小直徑(15μm)SiC顆粒增強鋁基復(fù)合材料中，顆粒分布均勻，界面結(jié)合良好。 把攪拌制備好的復(fù)合材料漿料離心鑄造成形圓盤狀零件，復(fù)合材料在高速旋轉(zhuǎn)的金屬型模具中凝固成形。實驗表明：復(fù)合材料流動性能好，充型能力強，成形零件外形完整，表面光滑整潔。 對成形零件進行微觀組織觀察和孔隙率測試，結(jié)果表明：復(fù)合材料離心鑄造成形零件組織致密、結(jié)合良好、孔隙率下降至3％以內(nèi)，相對于重力澆注棒料有了明顯的改善。選取工藝相同的

4、三個復(fù)合材料離心鑄造成形零件，把其中兩個零件分別進行T5和T6熱處理，進行拉伸性能測試，結(jié)果表明固溶時效熱處理工藝強化了顆粒增強鋁基復(fù)合材料的力學(xué)性能，T5熱處理后抗拉強度達到182 MPa，相對于未經(jīng)熱處理零件抗拉強度137 MPa有了較大的提升，T6熱處理后零件的抗拉強度不及T5熱處理；零件的硬度值也有同樣的變化趨勢。 研究表明：機械攪拌法制備顆粒增強鋁基復(fù)合材料和離心鑄造成形復(fù)合材料零件是研究和推廣金屬基復(fù)合材料應(yīng)用的有效