SiCp-Al復(fù)合材料熔體處理工藝研究.pdf

1、利用半固態(tài)攪拌法所制得的SiCp/Al復(fù)合材料存在致密度低、SiCp團(tuán)聚等問(wèn)題,本文采用真空條件下對(duì)10vol.％SiCp/Al復(fù)合材料熔體進(jìn)行電磁攪拌的方法,致力于解決SiCp/Al復(fù)合材料致密度低以及SiCp分布不均勻的問(wèn)題,通過(guò)理論計(jì)算及實(shí)驗(yàn)研究了熔體處理過(guò)程中電磁攪拌作用以及爐氣真空度和熔體溫度對(duì)熔體處理效果的影響,最終得出最佳熔體處理工藝。
　　理論計(jì)算結(jié)果表明,真空電磁攪拌熔體處理過(guò)程中,熔體處理真空度越大,熔體中氣泡

2、上浮至熔體表面所需時(shí)間越短;熔體中氣泡半徑小于1.68 mm時(shí),氣泡所受到的向上的合力小于0,此時(shí)氣泡不會(huì)上浮;電磁攪拌功率為10kw條件下,熔體中氣泡半徑R大于20.94mm時(shí),氣泡受到向上的合力大于電磁攪拌力作用,此時(shí)氣泡的上浮過(guò)程不受電磁攪拌力的束縛。
　　實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,真空電磁攪拌熔體處理過(guò)程中,電磁攪拌作用可大幅度消除SiCp團(tuán)聚現(xiàn)象,明顯改善 SiCp在Al基體中分布均勻性;真空條件對(duì)熔體的除氣作用顯著,真空度越高

3、,熔體除氣效果越好,但對(duì)于SiCp/Al復(fù)合材料熔體來(lái)說(shuō),氣泡排出過(guò)程,會(huì)將SiCp帶出熔體,使得熔體中SiCp體積分?jǐn)?shù)減少,真空度越高,氣泡排出量就會(huì)越多,SiCp減少的越嚴(yán)重;熔體溫度影響SiCp/Al復(fù)合材料致密度和基體中SiCp體積分?jǐn)?shù)穩(wěn)定性,低溫(680℃～550℃)條件下熔體處理可在提高材料致密度同時(shí)使得復(fù)合材料中 SiCp體積分?jǐn)?shù)在一定范圍內(nèi)穩(wěn)定。綜合考慮10vol.%SiCp/Al熔體處理過(guò)程中各方面因素,熔體處理最佳真

4、空度為高真空度(高于2KPa),最佳熔體處理溫度范圍為680℃～550℃,熔體處理后,材料致密度可達(dá)98.91%,SiCp/Al復(fù)合材料中SiCp體積分?jǐn)?shù)在8%～10%范圍內(nèi)穩(wěn)定。
　　在最佳熔體處理工藝條件下進(jìn)行熔體處理后,所得復(fù)合材料力學(xué)性能(T6)如下:抗拉強(qiáng)度為308MPa,與SiCp/Al復(fù)合材料坯料相比提高26.7%;顯微硬度為214HV,與SiCp/Al復(fù)合材料坯料相比提高32.9%;彈性模量為92GPa,與SiCp