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组合雾化法是一种将气雾化与离心雾化有机结合的新型雾化制粉技术,该方法制备的粉末粒度细,球形度好,粒度分布窄,卫星颗粒少。目前尚未见到组合雾化制备2024铝合金粉末以及半固态粉末轧制制备Si Cp/AA2024复合带材的报道。本文首先研究了2024铝合金在石墨和BN基板上的润湿行为和界面特征,旨在为组合雾化旋转盘的选材提供理论指导和技术支持;然后研究了组合雾化工艺参数对粉末特性的影响规律,并制备出适合半固态粉末轧制用2024铝合金粉末;最后研究了SiCp/AA2024复合带材的制备工艺,并分析其显微组织和力学性能。在1073 K~1273 K温度范围,2024铝合金/石墨体系的初始接触角介于135°~152°,平衡接触角介于56°~96°。在2024铝合金/BN润湿体系初始接触角介于127°~155°,平衡接触角介于117°~140°。铝合金在石墨旋转盘上润湿性较好,但在组合雾化过程中,铝合金熔体与石墨旋转盘发生界面反应,并且与旋转盘发生粘结,对粉末特性产生较大负面影响;铝合金熔体与BN旋转盘未发生界面反应,未在旋转盘上形成中央明显凸起的沉积物,在相同雾化工艺参数下,采用BN旋转盘制备的粉末粒径更小,球形度更好。随着熔体过热度的增大、旋转盘转速的增大或导液管内径的减小,粉末平均粒径减小,粒度分布变窄,粉末球形度变好;而雾化气压则对粉末的粒度及其形貌影响较小。考虑到半固态粉末轧制对2024铝合金粉末特性的要求,最佳的组合雾化主要工艺参数如下:熔体过热度为350 K,旋转盘转速为16000 r/min,导液管内径为2.5 mm,雾化气压为0.4 MPa。在此条件下制备的2024铝合金粉末平均粒径为38μm,粒径离散度为1.50,粉末呈良好球形。在半固态粉末轧制过程中升高粉末加热温度可促进AA2024粉末变形或破碎,所得SiCp/AA2024复合带材具有半固态组织特征的球状或近球状晶粒组织。与AA2024合金带材相比,SiCp/AA2024复合带材的基体晶粒更加细小。经过热轧后,复合带材的相对密度达到98%以上,布氏硬度最高可达198 HB,屈服强度介于366~412 MPa之间,抗拉强度介于425~514 MPa,伸长率介于3.1~4.9%,断裂方式以脆性断裂为主。半固态粉末轧制SiCp/AA2024复合带材具有良好的耐磨性能。当载荷从25 N增大到100 N时,摩擦系数由0.62下降到0.46,其磨损机制由磨粒磨损转变为粘着磨损。