活塞用鑄鋁攪拌摩擦加工組織與性能研究.pdf

1、攪拌摩擦加工(FSP)是基于攪拌摩擦焊提出的一種塑性加工技術(shù)。攪拌摩擦加工表面改性技術(shù)可以顯著細(xì)化材料的組織晶粒,消除鑄造缺陷,形成具有梯度結(jié)構(gòu)和無(wú)界面的表面改性層和顆粒增強(qiáng)復(fù)合層,可以顯著提高鋁、鎂、鈦等輕合金表層的硬度和耐磨性,以及材料整體的強(qiáng)度、塑性和韌性?；钊挥诎l(fā)動(dòng)機(jī)心臟部位,其工作質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能好壞。作為往復(fù)運(yùn)動(dòng)摩擦副之一的活塞,提高其耐磨性是提高效率、延長(zhǎng)壽命的重要途徑。本文試圖應(yīng)用攪拌摩擦加工技術(shù)對(duì)鑄鋁活

2、塞進(jìn)行表面改性處理,以提高其表面硬度和耐磨性。
　　本文著重研究攪拌摩擦加工工藝參數(shù)對(duì)鑄鋁合金的組織結(jié)構(gòu)和組織性能的影響。首先,進(jìn)行旋轉(zhuǎn)速度、前進(jìn)速度、工件溝槽和添加粉末等不同工藝參數(shù)的鑄鋁攪拌摩擦加工試驗(yàn),得到不同參數(shù)下加工區(qū)組織的形態(tài)和分布以及顯微硬度值分布。其次,歸納總結(jié)加工區(qū)的組織分布特點(diǎn)和顯微硬度值分布規(guī)律,并分析其形成機(jī)理。最后,探討攪拌摩擦加工過程中不同工藝參數(shù)對(duì)加工區(qū)組織和性能變化的作用,并進(jìn)一步優(yōu)化攪拌摩擦加工工

3、藝參數(shù)。
　　研究得出以下結(jié)論:合適的攪拌摩擦加工工藝參數(shù)可以有效改善加工各區(qū)域的組織特征,攪拌工具旋轉(zhuǎn)速度過大,各區(qū)域基體組織會(huì)長(zhǎng)大;前進(jìn)速度對(duì)軸肩下壓區(qū)組織影響明顯,對(duì)攪拌摩擦區(qū)影響較小;加工次數(shù)增加可以明顯改善添加粉末的分布,使其更加彌散和均勻化,加工區(qū)硬度有大的提升,但若未充分冷卻重復(fù)加工,反而易使加工區(qū)硬度降低;添加粉末填充溝槽幾何尺寸對(duì)加工區(qū)的微觀特征和性能有顯著影響;添加B4C粉末比添加SiC粉末的表面改性效果好,添