硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料制備工藝的研究.pdf

1、顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、低密度、低熱膨脹系數(shù)、良好的耐磨性和熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，而且工藝簡(jiǎn)單，加工技術(shù)成熟，價(jià)格便宜，可以做近凈成形材料，在航空、航天領(lǐng)域以及汽車、電子技術(shù)等領(lǐng)域得到快速發(fā)展和應(yīng)用。本文采用粉末冶金法，以鋁粉末為基體，硅顆粒為增強(qiáng)體，制備復(fù)合材料，研究了制備過程中主要因素對(duì)材料組織性能的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴試驗(yàn)分別用高能球磨法和常規(guī)混料法制備了兩組粉末，用掃描電鏡觀察兩組粉末形貌，對(duì)比分析了兩種

2、混料法的差別和優(yōu)劣性。將兩組粉末分別制成坯料，分析了增強(qiáng)體在基體中分布的均勻性。試驗(yàn)表明，利用高能球磨混料法可以改變粉末顆粒的表面形狀和粒度大小，并使硅顆粒均勻分布在鋁基體中，是實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)體顆粒與基體顆粒均勻混合的有效方法。⑵以試樣的密度和抗拉強(qiáng)度為目標(biāo)函數(shù)，硬脂酸鋅含量、壓制壓力、燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間為變量進(jìn)行正交優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過極差分析和方差分析，得出了四種因素對(duì)試樣性能影響的主次，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行，得到最佳的工藝方案為：潤(rùn)滑劑含量0.4

3、wt.％，壓制壓力500MPa，燒結(jié)溫度為575℃，保溫時(shí)間為1.5h。⑶通過觀察熱擠壓前后試樣的顯微組織，分析了熱擠壓對(duì)試樣組織的影響。熱擠壓可以細(xì)化顆粒，引起鋁基體變形流動(dòng)，使增強(qiáng)體再次分布，降低了增強(qiáng)體的偏聚，使得復(fù)合材料組織分布更加均勻。對(duì)增強(qiáng)體含量為15%的鋁基復(fù)合材料，不同溫度下熱擠壓得到的試樣進(jìn)行性能研究，得出在480℃時(shí)材料的硬度和強(qiáng)度達(dá)到最好，分別為108.0 HBS和276.4MPa。⑷對(duì)熱擠壓前后試樣的斷口微觀形貌