激光-TIG復(fù)合熔注制備鋁基復(fù)合材料及其組織性能研究.pdf

1、本文針對(duì)鋁及其合金激光熔注工藝過程中鋁對(duì)激光反射率高、表面存在氧化膜且導(dǎo)熱率高等主要問題，開發(fā)了激光/TIG復(fù)合熔注工藝，并通過優(yōu)化工藝參數(shù)，分別在2219鋁合金及1060純鋁表面成功制備了WCp/Al和SiCp/Al的表面復(fù)合材料層。綜合采用XRD、SEM、EDS等手段，對(duì)表面顆粒強(qiáng)化層的微觀組織、界面結(jié)構(gòu)及其摩擦磨損性能進(jìn)行了研究，對(duì)性能強(qiáng)化的機(jī)理進(jìn)行了探討。
　　工藝實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所獲得熔注層成形良好，內(nèi)部無氣孔和裂紋等缺陷

2、，顆粒在基體中分布比較均勻。熔注層內(nèi)部的基體顯微組織和相結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出復(fù)雜的多樣性。WCp/Al熔注層為典型的過共晶組織，并且不同位置先共晶相呈現(xiàn)不同的形態(tài)，熔池上部主要為含有十字花狀、魚骨狀、蝶狀先共晶相(W1-xAlx)Cy的過共晶組織，而底部的先共晶相則呈現(xiàn)塊狀形態(tài)；不同部位的顆粒界面結(jié)構(gòu)也呈現(xiàn)不同的形態(tài)。SiCp/Al熔注層的顯微組織呈現(xiàn)出亞共晶組織結(jié)構(gòu)：內(nèi)部彌散分布有大量第二相T(Al12Fe3Si)的α(Al)+Al與SiC、A

3、l4SiC4形成的共晶。SiCp/Al熔注層的界面反應(yīng)也相對(duì)簡(jiǎn)單，界面處形成微小鋸齒形結(jié)構(gòu)。
　　性能測(cè)試結(jié)果表明，純鋁表面熔注層硬度明顯增高，而2219鋁合金熔注層和熱影區(qū)則出現(xiàn)了軟化的現(xiàn)象。摩擦磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，純鋁和鋁合金表面熔注層的耐磨性能都得到了明顯的提高，其中SiCp/Al熔注層摩擦系數(shù)最小，磨損量最小，并且對(duì)摩擦副的損傷較小，因此SiC更適合作Al表面復(fù)合材料層的增強(qiáng)相。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)，在一定載荷作用下，隨著摩擦速度的