论文部分内容阅读
与传统铝合金相比,SiCp/Al复合材料具有较高的比刚度、良好的耐磨性和较低的热膨胀系数等优点。目前，该种材料在国内还没有实现大规模生产和应用，需要进一步研究以推动其从实验室走向工业化。本文采用机械搅拌的方式制备 SiCp/ZL114复合材料，通过计算流体动力学分析机械搅拌过程中几种常见的单层折叶搅拌桨旋转时流场内部的速度、总压和湍流强度的分布情况，在此基础上对搅拌桨叶进行优化设计。并通过水模拟实验确定机械搅拌过程中桨叶的旋转速度范围为600~800r/min。为促进 SiC颗粒与基体润湿，首先对 SiC颗粒进行酸洗（10vol.HF%/24h），再通过高温氧化（950℃/6h）在 SiC颗粒表面生成厚度为25.4nm的氧化层。通过正交实验分析得出本实验制备复合材料的最佳工艺参数为搅拌速度700r/min、搅拌温度590℃、搅拌时间30min、基体合金中 Mg含量2wt.%。实验制备的 SiCp/ZL114复合材料孔隙率和颗粒分布均方差最低分别为1.9%和1.45vol.%。经过538℃/10h+160℃/6h热处理后，20vol.%SiCp/ZL114复合材料抗拉强度311Mpa，屈服强度290MPa，硬度142HB，弹性模量90Gpa。