包覆混料工藝對混合尺寸強(qiáng)化粒子SiCp-Fe復(fù)合材料性能影響的研究.pdf

1、顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料具有高強(qiáng)度和優(yōu)異的耐磨性能等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的開發(fā)和研究關(guān)注，已經(jīng)表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。SiC顆粒以高硬度，高耐磨，密度小，耐高溫，價格低等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于制備復(fù)合材料。對于SiC顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料，增強(qiáng)顆粒在基體中的分布均勻性對顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的性能具有重要影響，所以研究包覆混料工藝對SiCp/Fe復(fù)合材料性能的影響十分必要，本課題組已經(jīng)對包覆混料工藝進(jìn)行了初步研究，本文主要研究SiC顆?；瘜W(xué)鍍

2、銅后包覆混料工藝對復(fù)合材料性能的影響。
　　實(shí)驗(yàn)得出:包覆混料工藝球料比為3∶1，轉(zhuǎn)速為200r/min時，SiCp/Fe復(fù)合材料的力學(xué)性能隨混料時間先升后降，混料時間在3h時，材料各項(xiàng)性能最好。
　　采用本研究得出的最佳包覆混料工藝，電流直加熱動態(tài)熱壓燒結(jié)后，相對于普通混料工藝，SiC粒子未鍍銅，含量20％，粒子標(biāo)稱尺寸21μm的SiCp/Fe復(fù)合材料，抗拉強(qiáng)度提高了13％，延伸率提高了53.3％。而對于粒子鍍銅的該SiC

3、p/Fe復(fù)合材料，抗拉強(qiáng)度提高了7％，延伸率提高了20％。粒子鍍銅后包覆混料工藝仍然能有效改善復(fù)合材料的性能，充分體現(xiàn)了包覆混料工藝的重要性。
　　本文采用最佳包覆混料工藝，研究了SiC鍍銅后不同尺寸混合增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料性能的對比，結(jié)果表明:10μm+21μm(1∶1)混合尺寸SiC顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料，SiC體積分?jǐn)?shù)為30％時，其抗拉強(qiáng)度提高值最大，比21μm單一尺寸強(qiáng)化的該復(fù)合材料提高了70MPa。與粒子不鍍銅處理的復(fù)合材料的

4、混合強(qiáng)化作用的研究結(jié)果對比，鍍銅粒子混合強(qiáng)化對強(qiáng)度表現(xiàn)出相同幅度的改善作用。我們進(jìn)一步研究了混合尺寸表面鍍銅SiC顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料的磨損性能，結(jié)果表明:混合尺寸SiC顆粒增強(qiáng)的鐵基復(fù)合材料的磨損性能好于單一尺寸。當(dāng)SiC體積含量為20％，鍍銅SiC粒子尺寸為21μm與45μm混合時，磨損量最少，與單一尺寸顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料相比，復(fù)合材料的磨損量顯著降低。隨SiC顆粒含量由20％增加到30％，SiCp/Fe復(fù)合材料的磨損量增加，磨損

5、性能變差，這是由于當(dāng)SiC顆粒含量過高時，隨著顆粒含量增加，材料微觀缺陷增多，使SiCp/Fe復(fù)合材料的磨損性能明顯降低。磨損照片分析表明，21μm+45μm尺寸組合的SiC顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料的磨損照片與45μm單一尺寸強(qiáng)化相比，試樣表面劃痕和犁溝現(xiàn)象不明顯，而單一45μm尺寸強(qiáng)化SiC顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料的磨損表面有塊狀物質(zhì)脫落，出現(xiàn)凹坑，這表明，混合尺寸SiC顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料的磨損性能好，可能是由于混合尺寸顆粒增強(qiáng)提高了復(fù)合材