鋁基復(fù)合材料的真空擴(kuò)散焊接及其組織與性能分析.pdf

1、鋁基復(fù)合材料因具有高的比強(qiáng)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(yīng)用。由于復(fù)合材料中增強(qiáng)體與基體化學(xué)和物理性能的差異，傳統(tǒng)的熔化焊接和激光誘發(fā)反應(yīng)焊接會(huì)使得鋁基復(fù)合材料焊縫處有較多的缺陷，而攪拌摩擦焊接復(fù)合材料攪拌頭有比較嚴(yán)重的磨損。本文系統(tǒng)的研究了鋁基復(fù)合材料(Al-5wt.%Si-Al2O3)的真空擴(kuò)散焊接，探索了該材料擴(kuò)散焊接的理論和機(jī)理，為擴(kuò)散焊接該復(fù)合材料提供理論依據(jù)和技術(shù)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(jīng)熱等靜壓燒結(jié)(HIP)：700℃×50MPa×1h，原位合成Al-5wt.%Si-Al2O3復(fù)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(duì)密度達(dá)到98.88%，有較高的壓縮強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度。用制備好的鋁基復(fù)合材料作為真空擴(kuò)散焊接的母材，在真空熱壓燒結(jié)爐中進(jìn)行真空擴(kuò)散焊接。采用正交試驗(yàn)的方法，優(yōu)化擴(kuò)散焊接工藝，取焊接溫度、壓強(qiáng)和時(shí)間為3因素，每個(gè)因素分別取3個(gè)水平進(jìn)行試

3、驗(yàn)。分析了擴(kuò)散焊接工藝參數(shù)對(duì)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(yàn)中最佳的工藝參數(shù)組合(555℃×50Mpa×3h)，預(yù)計(jì)剪切強(qiáng)度可以達(dá)到36.61MPa，驗(yàn)證結(jié)果達(dá)到34.44MPa，可信度達(dá)70%。
　　通過延伸實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步深入探索正交試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)增加焊接壓強(qiáng)可提高接頭的剪切強(qiáng)度，當(dāng)焊接時(shí)間到達(dá)3h后，再增加焊接時(shí)間接頭的剪切強(qiáng)度增加不明顯。同時(shí)用Al粉作為中間層擴(kuò)散焊接Al-5wt.%Si-Al2O3復(fù)合材