SiC顆粒增強(qiáng)ZL702合金材料制備工藝研究.pdf

1、本論文主要研究了機(jī)械攪拌法制備SiC顆粒增強(qiáng)ZL702合金復(fù)合材料的制備工藝。參考水力模擬實(shí)驗(yàn)研究了顆粒密度和流體性質(zhì)對攪拌過程中顆粒運(yùn)動(dòng)的影響。制定了攪拌鑄造法制備SiC顆粒增強(qiáng)ZL702合金復(fù)合材料的攪拌工藝參數(shù)。通過金相觀察和力學(xué)性能分析研究了攪拌工藝參數(shù)：攪拌溫度、攪拌速度、攪拌時(shí)間和SiC含量對材料性能的影響。制備過程中對比了SiC兩種預(yù)處理方法和SiC顆粒的兩種加入方式。最后在最優(yōu)工藝下制備了不同SiC含量的復(fù)合材料，研究了

2、顆粒含量對復(fù)合材料的綜合影響。實(shí)驗(yàn)表明：
　　（1）在實(shí)驗(yàn)攪拌過程中，顆粒運(yùn)動(dòng)主要處于層流區(qū)，顆粒所受的運(yùn)動(dòng)流體作用力與流體粘度成正比，顆粒沉降的速度與流體粘度成反比，與顆粒和流體的密度差成正比。
　?。?）攪拌鑄造法制備SiC增強(qiáng)ZL720合金復(fù)合材料，采用螺旋石墨轉(zhuǎn)頭以100r/min的轉(zhuǎn)速攪拌，待鋁液溫度達(dá)到710℃時(shí)加入SiC顆粒攪拌10min后澆鑄成樣，試樣的綜合性能較為良好。以抗拉強(qiáng)度和延伸率比重各占50％來算，

3、影響所制備的復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能的主次因素為攪拌速度>攪拌時(shí)間>SiC含量>SiC加入時(shí)鋁液溫度。
　?。?）化學(xué)鍍鎳工藝對改善SiC顆粒和鋁液的潤濕性效果明顯，加入SiC后鋁液表面潔凈。但與焙燒氧化預(yù)處理工藝相比，化學(xué)鍍鎳法處理顆粒效率低，難以對大量顆粒進(jìn)行預(yù)處理，而且還會(huì)帶入其他雜質(zhì)元素。在SiC顆粒加入方式上，采用邊攪拌邊加入的方法更易使顆粒打散，但制備時(shí)吸氣嚴(yán)重，而且部分顆粒難以潤濕，聚集于坩堝壁。采用顆粒和合金共同熔化

4、后再攪拌的方式，可以避免吸氣，且顆粒和鋁液潤濕良好，但顆粒間易于團(tuán)聚，難以分散均勻，需延長攪拌時(shí)間。
　　（4）研究了不同的SiC含量對復(fù)合材料組織和性能的影響，發(fā)現(xiàn)隨著SiC含量的增加，材料的晶粒逐漸細(xì)化，在顆粒含量3%時(shí)，顆粒分布均勻。在4%時(shí)，顆粒出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象。材料的抗拉強(qiáng)度先增加后減小，在3%時(shí)達(dá)到最大，4%降低明顯。延伸率呈先降低后增加的趨勢。研究了材料的高溫力學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)隨著溫度的升高，復(fù)合材料的強(qiáng)度呈下降趨勢。顆粒增