鋁基復合材料的真空擴散焊接及其組織與性能分析.pdf

1、鋁基復合材料因具有高的比強度、耐磨損、耐腐蝕、熱膨脹系數(shù)低、尺寸穩(wěn)定好等特性而有廣泛的應用。由于復合材料中增強體與基體化學和物理性能的差異，傳統(tǒng)的熔化焊接和激光誘發(fā)反應焊接會使得鋁基復合材料焊縫處有較多的缺陷，而攪拌摩擦焊接復合材料攪拌頭有比較嚴重的磨損。本文系統(tǒng)的研究了鋁基復合材料(Al-5wt.%Si-Al2O3)的真空擴散焊接，探索了該材料擴散焊接的理論和機理，為擴散焊接該復合材料提供理論依據(jù)和技術支持。
　　本文首先利用粉

2、末冶金的方法以5um左右的Al粉和納米SiO2為原料，經熱等靜壓燒結(HIP)：700℃×50MPa×1h，原位合成Al-5wt.%Si-Al2O3復合材料，其微觀組織均勻，Si和氧化鋁彌散分布在鋁基體上，相對密度達到98.88%，有較高的壓縮強度和剪切強度。用制備好的鋁基復合材料作為真空擴散焊接的母材，在真空熱壓燒結爐中進行真空擴散焊接。采用正交試驗的方法，優(yōu)化擴散焊接工藝，取焊接溫度、壓強和時間為3因素，每個因素分別取3個水平進行試

3、驗。分析了擴散焊接工藝參數(shù)對焊接接頭組織和性能的影響規(guī)律和影響顯著性，確定了正交試驗中最佳的工藝參數(shù)組合(555℃×50Mpa×3h)，預計剪切強度可以達到36.61MPa，驗證結果達到34.44MPa，可信度達70%。
　　通過延伸實驗進一步深入探索正交試驗結果，發(fā)現(xiàn)增加焊接壓強可提高接頭的剪切強度，當焊接時間到達3h后，再增加焊接時間接頭的剪切強度增加不明顯。同時用Al粉作為中間層擴散焊接Al-5wt.%Si-Al2O3復合材