機械攪拌法制備SiC顆粒增強鋁基復合材料技術研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本論文重點研究了機械攪拌法制備SiC顆粒增強ZL104合金復合材料的制備工藝,同時對制備的復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、結合良好的顆粒增強鋁基復合材料,離心鑄造成形零件完整光潔、組織致密,性能優(yōu)良。 根據機械攪拌法制備顆粒增強鋁基復合材料的工藝原理,自行設計了一套集熔煉、攪拌、氣體保護為一體的整套裝置,布局合理,操作方便。攪拌復合之前,對SiC顆粒進

2、行了600℃的高溫焙燒預處理;在熔煉制備過程中,選擇合適的熔體溫度加入經200℃預熱的SiC顆粒,使攪拌器在高速旋轉下產生漩渦把顆粒卷入到熔體中,然后根據熔體液面情況進行及時的調整,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轉的轉速進行了100分鐘的穩(wěn)定攪拌分散工藝過程。將制備的復合材料漿料重力澆注成棒料試樣,觀測其微觀組織,結果表明:在通過機械攪拌法一次性制

3、備近30Kg的小直徑(15μm)SiC顆粒增強鋁基復合材料中,顆粒分布均勻,界面結合良好。 把攪拌制備好的復合材料漿料離心鑄造成形圓盤狀零件,復合材料在高速旋轉的金屬型模具中凝固成形。實驗表明:復合材料流動性能好,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,結果表明:復合材料離心鑄造成形零件組織致密、結合良好、孔隙率下降至3%以內,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,結果表明固溶時效熱處理工藝強化了顆粒增強鋁基復合材料的力學性能,T5熱處理后抗拉強度達到182 MPa,相對于未經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合材料和離心鑄造成形復合材料零件是研究和推廣金屬基復合材料應用的有效

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