自生Mg-,2-Si-Si混合顆粒增強過共晶鋁硅合金梯度功能復(fù)合材料離心鑄造活塞成形工藝研究.pdf

1、過共晶鋁硅合金比重小、熱膨脹系數(shù)低、耐磨性和體積穩(wěn)定性好，是理想的活塞材料，本文重點研究了初晶Si和自生Mg2Si顆粒增強過共晶硅鋁基梯度復(fù)合材料的活塞制備工藝。選擇加入Mg等強化元素的過共晶硅鋁合金復(fù)合材料作為制備活塞的材料，設(shè)計了一套離心鑄造模具，并制作砂芯，選擇合理的工藝參數(shù)，用立式離心機離心鑄造多件活塞零件。
　　 在過共晶鋁硅合金中加入Mg形成Mg2Si與初晶Si一起作為增強相制備A材料，預(yù)熱模具溫度至450℃，分別以

2、澆注溫度750℃和780℃離心鑄造制備初晶Si和Mg2Si顆粒的梯度分布的活塞；在過共晶鋁硅合金中加入Mg、Cu、Ti、Ni、Mn形成Mg2Si、A12CU、A12CuMg、W(A1XMg5Si4Cu4)等化合物作為增強相制備B材料，預(yù)熱模具溫度至550℃，分別以澆注溫度770℃和820℃離心鑄造初晶Si和Mg2Si顆粒的梯度分布的活塞。對每種活塞取試樣觀察其初晶Si和Mg2Si顆粒的分布情況，模具溫度和澆注溫度高的活塞初晶Si和Mg2

3、Si顆粒的梯度分布明顯，表明模具溫度和澆注溫度高有利于顆粒的偏聚。
　　 對試樣進行T6固溶時效熱處理，分別測試鑄態(tài)和熱處理態(tài)的硬度和耐磨性，發(fā)現(xiàn)硬度和耐磨性和初晶Si和Mg2Si顆粒的分布有很大關(guān)系，顆粒密度越高硬度就越高和耐磨性就越好，初晶Si是強化材料的第一因素，Mg2Si是強化材料不可缺少的第二因素。B材料的硬度和耐磨性優(yōu)于A材料，說明Mg和其他元素復(fù)合強化比Mg單獨強化效果好。
　　 對活塞鑄態(tài)和熱處理態(tài)的微觀