不同颗粒度SiC增强铝基复合材料的切削加工性能与适用刀具

铝基复合材料中增强粒子的大小对复合材料的切削加工性能影响极大，本文研究了不同颗粒度碳化硅颗粒对铝基复合材料切削加工性能的影响，并分析了不同颗粒度碳化硅增强铝基复合材料所适用的刀具，探讨了刀具对不同大小颗粒碳化硅增强铝基复合材料的切削机理。     

SiC颗粒增强铝基复合材料切削表面分形维数及其与抗磨损性能的关系

做为一种耐磨性能很好的材料，SiC颗粒增强铝基复合材料切削加工表面具有分形特征，实际研究表明SiC颗粒增强铝基复合材料切削加工表面分形数与抗磨损性能有密切关系，本文还分析了表面分形维数越大其抗磨损性能越强的机理。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的发展概况

概述了碳化硅颗粒增强铝基复合材料（ＳｉＣｐ／Ａｌ）的制备工艺、性能和应用。     

切削SiC增强铝基复合材料时刀具的磨损形态及机理

为研究切削SiC增强铝基复合材料时刀具的磨损形态和机理,采用硬质合金和聚晶金刚石(PCD)刀具进行了各切削工况下的切削试验。用爆炸式快速落刀装置获取切屑根,研究了前刀面的磨损部位。借助扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM),检测分析了前、后刀面的磨损形态和成分组成,并进一步研究了磨损机理。结果表明:切削刀具的主要磨损部位发生在后刀面,磨损机理是磨料磨损;前刀面临近刃口区域首先产生由SiC增强相引起的磨料磨损,该区域随后由机械镶嵌生成积屑瘤,积屑瘤脱落后导致产生黏结磨损。黏结磨损的程度较轻,没有形成月牙洼型。前刀面离刃口稍远的区域(积屑瘤尾部后面)会同时产生由切屑底层SiC增强相引起的再次磨料磨损,磨料磨损的主要机理是微切削。     

颗粒类型对颗粒增强铝基复合材料性能的影响

本文对粉末冶金法制备的ＳｉＣ和ＴｉＣ颗粒增强铝基复合材料进行了研究。试验表明，在颗粒含量相同、尺寸相当的条件下，ＴｉＣ增强Ａｌ基复合材料的强度和模量均低于ＳｉＣ增强Ａｌ基复合材料，但其屈强比却明显高于ＳｉＣ增强Ａｌ基复合材料。高温长时间等温处理对ＴｉＣ颗粒增强纯Ａｌ复合材料的强度没有明显的影响。     

SiC颗粒增强锌基复合材料的制备及其性能

采用曾顶处理的碳化硅颗粒,经半固态搅动铸造与热挤压相结合的综合工艺制备成的SiCp/ZA22复合材料,具有明显的强化效果。该方法成本较低,所得材料可重熔,易于成型加工,具有广阔的应用前景。     

泡沫SiC颗粒增强铝基复合材料的制备工艺和拉伸强度

介绍了一种新的泡沫金属材料－泡沫SiC颗粒增强铝基复合,泡沫的孔隙率为60％－85％。用TiH2作发泡剂,采用直接发泡工艺制备。由于复合材料熔体自身粘度较大,不需要采用任何增粘措施,发泡工艺简单,易于操作,该泡沫材料比普通泡沫铝或铝合金具有更高的抗拉、抗压强度。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的航空航天应用

综合评述了近年来碳化硅颗粒增强铝基复合材料在航空航天领域所获得的一系列成功应用，并较为详尽地介绍了它们的具体应用情况以及对相关产品与装备所产生的积极作用。此外，还例举、分析和展望了该种复合材料在我国航空航天飞行器惯寻系统、光机结构及电子元器件中的几个颇具前景的应用方向。     

SiC颗粒增强6061Al基复合材料的动态拉伸性能Ⅰ应变硬化

利用拉伸split Hopkinson bar实验装置研究了SiCp/6061Al复合材料及其基体合金的动态拉伸性能及应变硬化行为。结果表明，与静态加载类似，在动态加载条件下，SiCp/6061Al复合材料的强度高于基体合金的强度，其断裂延伸率低于基体合金的断裂延伸率，在低应变动态拉伸时，复合材料的应变硬化指数高于Al合金材料的应变硬化指数，随着应变的增加，复合材料的应变硬化指数迅速下降，以至低于基体合金的应变硬化指数。     

微波烧结SiC颗粒增强铝基复合材料

采用微波烧结的方法,在烧结温度分别为680℃,710℃,740℃,770℃,800℃制备了15％的SiCp／Al复合材料。探讨温度对材料的致密度和力学性能的影响。结果表明：致密度和材料硬度及冲击韧性随温度变化呈马鞍形,在770℃样品的密度和硬度及冲击韧性达到最佳值,分别为2．62g／cm3,42．6MPa,40J／cm2。结论：用微波烧结SiCp／Al复合材料可在短时间内使样品达到烧结致密化,缩短烧结时间,节约能源。     

SiC粒子增强铸造Al基复合材料的研究

用真空烘烤封罐法对SiC粒子进行预处理,在固液两相区内搅拌添加,制造成铸造Al基复合材料。测试结果表明,该复合材料具有铸造性能好,力学性能高,耐磨性能优良等优点。适用于压铸,石膏型精密铸造,金属型铸造等工艺方法成型的活塞、连杆等零件。     

铁基复合材料碳化硅粒子混合尺寸增强作用机理

采用粉末冶金电流直加热动态热压烧结工艺,制备了混合尺寸粒子增强SiCp/Fe复合材料,研究了四种不同尺寸增强粒子的混合对铁基复合材料力学性能的影响。结果表明,合理地设计混合尺寸强化粒子利于提高铁基复合材料的力学性能,标称粒度为13μm与23μm的粒子组合,增强粒子体积含量10%时,小粒子与大粒子的最佳质量混合比为2∶1,而含量为20%时最佳为1:1。与13μm单尺寸颗粒增强SiCp/Fe复合材料相比,采用最佳比例混合尺寸粒子增强,10%SiCp/Fe复合材料的抗拉强度提高了9.7%,而与23μm单尺寸颗粒增强复合材料相比,其抗拉强度提高了38.3%。混合尺寸粒子优良的增强作用是由于提高了复合材料的相对密度,减少增强粒子间的直接接触,有利于载荷从基体向强化粒子传递。     

碳化硅增强铝基复合材料界面改善对力学性能的影响

用粉末冶金法制备了致密度较好的镀铜碳化硅增强铝基复合材料,并对碳化硅的表面化学镀工艺进行了分析.通过化学镀前后复合材料力学性能的对比研究表明,碳化硅表面镀铜较好地解决了碳化硅与基体的相容性问题,使复合材料的力学性能得到明显提高.     

SiC颗粒增强铝基复合材料的钎焊性

采用氩气保护炉中钎焊和真空钎焊两种试验方法,对SiCp/101Al复合材料的钎焊性进行研究。结果表明,通过选择合理的钎料和钎剂及采用正确的钎焊工艺参数,可以实现对SiCp/101Al复合材料的钎焊连接。对获得接头进行力学性能测试,表明钎焊接头的剪切强度随钎焊温度的升高而升高,当达到一定值以后,又随着钎焊温度的升高而降低。对接头钎缝区的XRD相结构分析中发现,接头中含有Al-Cu、Al-Si共晶组织相,并且有SiC相存在,说明母材中有部分SiC增强相颗粒过渡到了钎缝之中,有利于提高钎缝接头的力学性能。从钎焊接头的断口扫描照片中可以看出,接头大部分都呈韧性断裂特征,且大多数接头都断裂于靠近钎缝的母材部位,说明钎焊接头的质量较高,钎焊工艺可行。     

Preparation of SiC Fiber Reinforced Nickel Matrix Composite

A method of preparing continuous(Al+Al2O3)-coated SiC fiber reinforced nickel matrix composite was presented,in which the diffusion between SiC fiber and nickel matrix could be prevented.Magnetron sputtering is used to deposit Ni coating on the surface of the(Al+Al2O3)-coated SiC fiber in preparation of the precursor wires.It is shown that the deposited Ni coating combines well with the(Al+Al2O3) coating and has little negative effect on the tensile strength of(Al+Al2O3)-coated SiC fiber.Solid-state diffusion bonding process is employed to prepare the(Al+Al2O3)-coated SiC fiber reinforced nickel matrix with 37% fibers in volume.The solid-state diffusion bonding process is optimized and the optimum parameters are temperature of 870,pressure of 50 MPa and holding time of 2 h.Under this condition,the precursor wires can diffuse well,composite of full density can be formed and the(Al+Al2O3) coating is effective to restrict the reaction between SiC fiber and nickel matrix.     

SiC泡沫陶瓷/SiCp/Al混杂复合材料的导热性能

运用挤压铸造法制备了SiC泡沫陶瓷/SiC颗粒/Al混杂复合材料,研究了温度和SiC泡沫陶瓷体积分数对复合材料热膨胀的影响.结果表明:随着温度的升高,复合材料的热容逐渐增大,热扩散系数、导热系数逐渐减小.随着增强体SiC体积分数的增大,复合材料的热容线性下降,热扩散系数和导热系数均非线性减小.由于混杂复合材料具有独特的复式双连续结构,复合材料的导热系数大于130W/(m·℃).     

碳化硅晶须和颗粒增强铝基复合材料的时效行为EI

综述了近年来碳化硅晶须（ＳｉＣｗ）和碳化硅颗粒（ＳｉＣｐ）增强铝基复合材料（ＳｉＣｗ（ｐ）／Ａｌ）时效行为的研究发展状况。主要包括碳化硅晶须与颗粒对基体时效硬化动力学、基体沉淀脱溶过程的影响规律和作用机制，以及影响ＳｉＣｗ（ｐ）／Ａｌ复合材料时效特性的因素。     

Comparative Study on the Machinability Aspects of Aluminium Silicon Carbide and Aluminium Graphite Composites

Aluminium matrix composites find wide applications in the present industrial scenario due to their desirable properties. Study of the effect of process parameters on machinability of aluminium matrix composites is of paramount importance in the field of manufacturing engineering. Machining of a composite depends on the properties and relative content of the reinforcement and the matrix materials as well as on its response to the machining process. In this article, investigations on the machinability aspects of aluminium-silicon carbide and aluminium-graphite composites are presented. Experiments have been carried out through the Design of Experiments technique and regression machinability models have been developed, which express the degree to which the resultant force depends upon the cutting parameters and the percentage of reinforcement present in the aluminium matrix composites machined. A comparative study of the effect of cutting parameters on the resultant force has been presented.     

Preparation of Alumina Fiber-Reinforced Aluminum by Squeeze Casting and Their Machinability

Alumina fiber-reinforced aluminum alloy composites were prepared by squeeze casting, and the effect of the reinforcement on the machinability of the alloy was investigated. Two kinds of short alumina fibers, which have the same fiber size but different hardness, were used. Preform in which the fibers were in a random arrangement was formed with SiO₂ binder, and then was infiltrated with the alloy melt to prepare the composite. The fiber–matrix interfacial bond via the binder is sufficient and no reaction product was detected. The cutting force of the alloy was reduced by the fiber-reinforcement. The lower the hardness of the fiber in the composite, the lower the cutting force of the composite. The roughness of the machined surface was drastically decreased by the reinforcement. Observation of the chip formed on the machined surface indicated that the fiber suppressed the formation of the built-up-edge, and this fact would lead to the reduction in the surface roughness by the reinforcement. The chips were shortened by the reinforcement. The difference in hardness of the alumina fiber hardly affected the roughness and the chip morphology. The hardness of the fiber has a strong effect to decrease the tool life.     

无压浸渗法制备氧化态SiC颗粒增强铝基复合材料

研究了SiC颗粒在1000~1200℃的氧化行为, 其氧化增重率与保温时间符合抛物线规律, 氧化增重受扩散过程控制, 氧化激活能为219 kJ/mol. 采用预氧化处理的SiC颗粒为增强体, 含Si、Mg的铝合金为基体, 通过无压浸渗方法制备了SiC_p/Al复合材料, 分析了复合材料的微观组织与界面形貌, 探讨了无压浸渗机理. 复合材料中颗粒分布均匀, 无偏聚现象. 材料制备过程中存在界面反应, SiC颗粒表面的氧化层与铝合金中的Mg、Al反应形成了一定数量的MgAl₂O₄. 界面反应的存在提高了润湿性, 促进了无压自发浸渗.