亞微米晶高硅鋁合金致密化工藝研究.pdf

1、本論文利用快速凝固氣體霧化法制備了鋁硅合金粉末，并設(shè)計(jì)制造了熱壓及熱擠壓工藝的相關(guān)模具裝置，通過(guò)分析所制備塊體材料的組織形態(tài)、力學(xué)性能及耐磨性能，探索最佳的粉末致密化工藝及最優(yōu)的工藝參數(shù)。研究表明： 1.應(yīng)用熱壓工藝制備塊體材料時(shí)，原始合金粉末外表的氧化膜不易破碎，粉末之間不能形成很好的冶金連接，氧化夾雜、孔隙的存在使試樣的密度較低。熱擠壓法由于其強(qiáng)大的三向應(yīng)力作用使粉末充分破碎，粉末之間的新鮮金屬緊密結(jié)合，獲得了接近全致密的材

2、料，同時(shí)較大的剪切力又能夠使晶粒破碎，從而保證了塊體材料中初晶硅相尺寸細(xì)小且分布均勻。 2.粉末材料熱擠壓成型過(guò)程中，擠壓力隨著粉末體塑性、擠壓溫度、潤(rùn)滑條件、擠壓比的變化而發(fā)生變化，改善金屬的流動(dòng)狀態(tài)是消除擠壓過(guò)程中出現(xiàn)的開(kāi)裂缺陷的最根本途徑。對(duì)于A390合金粉末來(lái)說(shuō)，粉末顆粒越細(xì)，壓制性越差，粉末冷壓坯料的塑性也越差，因而越容易出現(xiàn)擠壓缺陷，但同時(shí)粉末顆粒越細(xì)，粉末內(nèi)部初晶硅相越細(xì)小，材料的性能越優(yōu)越，比較實(shí)用的解決方法是使

3、用粗細(xì)混合粉末。本試驗(yàn)中的粗細(xì)混合粉末的搭配是：使用篩分完畢的所有小于150目的原始混合粉末。 3.粉末材料熱擠壓成型過(guò)程中，當(dāng)擠壓比較小時(shí)，擠壓制品的密度和原始粉末的粒度有關(guān)，原始粉末顆粒越細(xì)，制品密度越大；擠壓比較大時(shí)，制品密度和原始粉末粒度沒(méi)有明顯關(guān)系，大的擠壓比(大于19)可以將任何粒度的粉末擠壓為相對(duì)密度達(dá)99.7％以上的致密制品。擠壓溫度對(duì)制品的微觀組織及性能的影響較大，合金中Si含量越高，初晶硅相隨擠壓溫度升高而長(zhǎng)

4、大的趨勢(shì)越明顯，當(dāng)擠壓溫度與粉末冶金燒結(jié)溫度相當(dāng)時(shí)，可以獲得初晶硅相不明顯長(zhǎng)大的擠壓制品。A390最佳熱擠壓致密化工藝是：擠壓比大于19，擠壓溫度為500℃。 4.通過(guò)熱擠壓致密化工藝獲得的A390合金力學(xué)性能顯著提高，抗拉強(qiáng)度達(dá)到了450MPa左右，熱處理后硬度達(dá)到150HB以上，同時(shí)合金磨損量由熔鑄法的76mg減小到了7mg左右。 5.鑄態(tài)A390合金整個(gè)磨損面都以粘附磨損為主；擠壓態(tài)A390合金磨損為磨粒磨損、粘附