CDS制備Al-20%Si合金工藝及組織形成機(jī)理研究.pdf

1、過共晶鋁硅合金以其導(dǎo)熱性好、密度低、熱膨脹系數(shù)小、好的耐磨耐腐蝕性能、尺寸穩(wěn)定性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，成為制造活塞的理想材料。但是過共晶鋁硅合金在鑄造成形過程中，由于其結(jié)晶溫度過寬，硅相的結(jié)晶潛熱大，因此初生硅相在生長(zhǎng)過程中易長(zhǎng)成粗大的不規(guī)則的板塊狀或長(zhǎng)條狀，嚴(yán)重割裂基體，使其大規(guī)模應(yīng)用受到限制。目前針對(duì)如何改善初生硅相尺寸、形貌及在基體中的分布，國(guó)內(nèi)外學(xué)者作了大量的研究。對(duì)初生硅相的細(xì)化方法目前主要分為化學(xué)變質(zhì)法和動(dòng)力學(xué)處理方法兩大類。化學(xué)細(xì)

2、化法主要是通過添加P和稀土元素進(jìn)行變質(zhì)處理來達(dá)到細(xì)化硅相的目的，動(dòng)力學(xué)處理方法主要有快速凝固、熔體溫度處理、半固態(tài)鑄造等。
　　本文采用受控?cái)U(kuò)散凝固技術(shù)制備過共晶Al-20％Si合金，以純Al和Al-30％Si合金為母合金，并與導(dǎo)流器相結(jié)合，系統(tǒng)研究了不同混合速率和不同導(dǎo)流器角度對(duì)初生硅相尺寸、形貌及其分布的影響。結(jié)果表明:
　　(1)采用受控?cái)U(kuò)散凝固技術(shù)結(jié)合不同的工藝制備過共晶Al-20％Si合金，可明顯細(xì)化初生硅相，改善

3、初生硅相尺寸、形貌及其在基體中的分布;
　　(2)不同的混合速率，對(duì)目標(biāo)合金組織的改善和性能的改善程度不同。坩堝底孔越小，質(zhì)量混合速率越小，但是流體流速越大，在此條件下混合制備的Al-20％Si合金組織中初生硅相形貌規(guī)整、分布均勻;
　　(3)混合過程中，初生硅相的形核大多數(shù)是發(fā)生在液態(tài)Al-30％Si合金混合時(shí)破裂成的小液池中，并且質(zhì)量混合速率越小，Al-30％Si合金破裂成小液池的程度越大，且小液池在混合溶液中分布也越均