工艺参数对粉末触变成形SiCp/Al复合材料组织和力学性能的影响

• 作 者: 王儒亮
• 机 构: 兰州理工大学
• 出 处: 兰州理工大学
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: SiCp 铝基复合材料 触变成形 工艺参数 微观组织 力学性能

利用粉末冶金法中的混粉和压实步骤，先制得SiCp增强铝基复合材料的初始锭料，然后将该锭料经部分重熔之后进行触变成形。这样就可以开创出一种制备颗粒增强铝基复合材料的新技术—粉末混合触变成形技术。该技术结合了粉末冶金和触变成形两种不同工艺技术各自的优点，其目的主要是为了得到增强相颗粒分布均匀、组织致密、性能优良的颗粒增强铝基复合材料的铸件。　　本文以Al-7Si-Mg合金为基体，前期的研究结果表明Al-7Si-Mg混合粉末满足半固态成形条件。　　研究了不同的工艺参数(重熔温度、重熔时间、模具温度、成型压力)对触变模锻Al-7Si-Mg铝合金以及SiCp/Al-7Si-Mg铝基复合材料的微观组织和力学性能的影响。实验结果表明：重熔温度、重熔时间、模具温度、成形压力对初生相颗粒的形貌、尺寸、体积分数、组织的致密度、S iC p分布、与基体合金之间的界面结合强度有很大的影响，进而影响其力学性能。成形工艺参数不同，其微观组织不同，材料的力学性能也有很大的差异，材料的断裂方式也不同。　　对于复合材料而言，增强体S iCP加入对其力学性能有很大的提高，并且力学性能随着 S iC p体积分数的增加先升高，后降低。与基体合金相比较，当重熔温度为590℃、重熔时间为70 min、模具温度为150℃、成形压力为190Mpa、SiCp体积分数为10％时，SiCp/Al基复合材料的抗拉强度、硬度、伸长率均达到最大值，分别为：367.7Mpa、135.8Hv、9.35%。而此时基体合金的抗拉强度、硬度、伸长率只有：337.7Mpa、128.8Hv、10.997%。从上述数据可以看出复合材料的抗拉强度和硬度明显高于基体合金，而伸长率则有所减小。这主要是由于S iCp加入阻止了初生相颗粒的粗化，细化晶粒的同时强化晶界，提高了组织的致密度。