SiCp/Al复合材料制造工艺与颗粒分布研究

半固态搅熔复合法是制造颗粒增强铝基复合材料的一种较常用的方法。对制造工艺对颗粒分布状态的影响规 律进行了较为深入的研究,并确定了最佳工艺参数,为该材料的产品开发有一定的指导意义。     

颗粒增强铸造铝基复合材料的研究

本文探讨了用搅拌铸造法,采用常规的熔炼加工设备和工艺,制造ＳｉＣ颗粒增强铝基复合材料的可行性;研究了不同ＳｉＣ含量的复合材料的显微组织;试验表明：复合材料中ＳｉＣ颗粒分布较为均匀,其力学性能均优越于基体合金,弥散分布的ＳｉＣ颗粒是复合材料力学性能优异的主要原因。     

SiC颗粒增强铜基复合材料热残余应力的数值模拟

利用有限元方法建立轴对称模型分析了SiC颗粒尺寸、体积分数以及温度对铜基复合材料热残余应力的影响.结果表明,随温度的升高,残余应力很快增大;随SiC颗粒尺寸和体积分数的增大,残余应力均呈增大趋势.基体受残余拉应力,颗粒受残余压应力,在结合界面处存在最大残余拉应力.     

SiCp/Al复合材料导热性能的数值模拟

采用有限元方法对SiCp/Al复合材料的导热性能进行了数值模拟,建立了平面四颗粒和多颗粒随机分布复合材料测试模型,研究了颗粒体积分数、颗粒粒径、颗粒形貌以及基体对复合材料导热性能的影响.结果表明,SiCp/Al复合材料的热导率随SiC颗粒体积分数增加而下降;复合材料热导率随颗粒粒径的增大而稍有变化;球形颗粒复合材料热导率高于方形颗粒复合材料热导率,ZL101基体复合材料热导率高于ZL102基体复合材料热导率.     

颗粒尺寸对SiCp/6061铝基复合材料组织与性能的影响

采用搅拌铸造方法制备颗粒尺寸为20～50 μm的SiCp/6061铝基复合材料,研究了SiC颗粒尺寸对6061铝基复合材料显微组织、拉伸力学性能和耐磨性能的影响.结果表明:通过搅拌铸造方法制备6061铝基复合材料,SiC颗粒在6061铝基复合材料中分布较为均匀,且随SiC颗粒尺寸增大,6061铝基复合材料中SiC颗粒的分布均匀性提高.SiC颗粒尺寸越小,6061铝基复合材料的抗拉强度和伸长率越高.在SiC颗粒尺寸为20μm时,6061铝基复合材料的抗拉强度和伸长率分别为296MPa、5.5％.随SiC颗粒尺寸增大,6061铝基复合材料的耐磨性能提高,磨损率逐渐下降.     

颗粒增强铸造铝基复合材料的研究现状和发展

综述了国内外颗粒增强铸造铝基复合材料的制取工艺，研究水平和应用前景；指出了各制取工艺的优点及存在的问题；并对该材料的研究方向作了探讨。     

颗粒增强铸造铝基复合材料的研究状况

介绍了颗粒增强名基复合材料的制造工艺，影响铝基复合材料制造工艺的主要因素以及颗粒增强铝基复合材料的应用前景。同时还介绍了我们制备颗粒墙强铝基复合材料的试验情况。将碳化硅颗粒增强粉料经氟盐预处理再加入过热铝熔体，经搅拌可以制造出碳化硅颗粒均匀分布的名基复合材料。     

SiCp／AI—4%Mg复合材料铸件中颗粒分布的计算机模拟

提出以基体晶粒与颗粒直径之比作为颗粒增强金属基复合材料中颗粒分布均匀性的定量描述方法，以此为依据模拟了ＳｉＣｐ／ＡＩ－４％Ｍｇ复合材料铸件中的颗粒分布，结果表明；颗粒分布的均匀性随冷却速度，颗粒直径的增大而提高。试验结果与模拟结果吻合良好。     

影响铝基复合材料中SiC颗粒分布均匀性的工艺因素

利用组织分析的方法,研究了工艺措施对液态机械搅拌铸造法制备的SiCp/6061A1复合材料中SiC颗粒分布均匀性的影响.结果表明:真空状态下650℃预处理3h.可提高SiC颗粒表面的活性,改善增强颗粒与铝液之间的润湿性;在Ar气流量0.4 m3/h.温度760℃,搅拌速度1500 r/min,搅拌时间25rain的工艺条件下,可得到增强颗粒分布均匀、气孔和夹渣极少的铝基复合材料.     

SiC/Al-Si复合材料颗粒分布的数值模拟

介绍了颗粒分布的定量分析技术在颗粒增强复合材料性能预测方面的研究方法以及应用进展。在对搅拌铸造法制备SiC颗粒增强Al-7．0Si复合材料凝固过程的宏／微观数值模拟的基础上，将样方法以及方差分析法嵌入数值模型，对不同颗粒体积分数条件下复合材料颗粒分布均匀性进行了定量分析，并与试验结果进行了对比。结果表明：将宏／微观数值模拟与定量分析技术相结合，能够更为准确地分析不同工艺参数对复合材料微观组织以及颗粒分布的影响。在本试验条件下，随着SiC颗粒体积分数的增加，样方法中的颗粒均匀性参数值以及方差系数都逐渐减小，SiC颗粒分布更均匀。     

离心铸造SiCP复合材料简状零件的组织性能研究

选用粒径分别为15、30和59 μm的SiC颗粒为增强材料,用离心铸造法在766、820℃分别浇铸了复合材料筒状零件,检测了热处理前后试样的硬度和耐磨性.在颗粒层中加工出高80mm、壁厚2.5 mm的薄壁筒状耐磨衬套.结果表明,在零件的宏观组织断面中形成三层:外层在金属基体中包含有SiC颗粒;中间层为金属基体层,基本没有SiC颗粒:内层包含有氧化皮和气泡,在这三层间有两层清晰的界面,呈骤变式变化.热处理可提高复合材料零件的硬度,有颗粒的外层硬度提高程度小于无颗粒的中间层,时效处理降低了复合材料的耐磨性.     

利用强磁场控制SiCp/Al复合材料增强颗粒分布状态

通过在不同的强磁场条件下进行低体积分数SiC颗粒增强铝基复合材料的熔化和凝固试验,研究了利用强磁场控制SiC颗粒在Al基体中分布的可行性,分析了强磁场强度和种类对SiC颗粒与基体间界面的影响效果。研究发现,均恒强磁场能够促进SiC增强颗粒在铝基体中均匀分布,而通过选择磁场参数可以实现利用梯度强磁场控制增强相在基体中的运动行为。对于SiC/Al复合体系,强磁场能够抑制界面反应而有助于界面复合,在Al-Si合金为基体的情况下,复合材料界面结合良好。     

典型圆筒件拉深的压边力控制数值模拟

根据冲压课程教学中的拉深网格实验,采用板料成形数值模拟软件Dynaform对圆筒形零件拉深工艺过程进行了模拟,并将模拟结果与理论压边力和物理实验结果进行了比较.验证了数值模拟结果与拉深网格物理实验的一致性,同时也验证了Dynaform板料成形模拟计算结果具有很高的可靠性,在实践中是可以应用的.     

SiCp／Al－4％Mg复合材料铸件中颗粒分布的计算机模拟

提出以基体晶粒与颗粒直径之比作为颗粒增强金属基复合材料中颗粒分布均匀性的定量描述方法，以此为依据模拟了ＳｉＣｇ／Ａｌ－４％Ｍｇ复合材料铸件中的颗粒分布，结果表明：颗粒分布的均匀性随冷却速度、颗粒直径的增大而提高。试验结果与模拟结果吻合良好．     

TiC颗粒增强铁基复合材料的研究

借助光学金相显微镜研究了采用反应铸造工艺制备的原位TiC／Fe复合材料中增强颗粒的分布和形貌,测定了材料的硬度。结果表明,原位TiC增强颗粒均匀分布在基体中,呈四边形或多边形;Ti含量为2％时硬度最高。     

颗粒和晶须增强Al-Fe-V-Si复合材料的研究进展

分析了快速凝固／粉末冶金方法和喷射沉积方法两种工艺制备耐热铝合金的优缺点。对颗粒和晶须增强Al-Fe-V-Si复合材料的作用做了归纳和比较。     

原位反应制备TiB_2颗粒增强Al-Si基复合材料的研究

采用Al-TiO2-KBF4-Na3AlF6为反应体系,通过热力学分析,用熔体直接反应法制备了TiB2/Al-18%Si复合材料,运用XRD、OM、EPMA、SEM和硬度仪等对该复合材料的物相、颗粒分布、显微组织及硬度进行了分析。结果表明:该复合材料主要由Al、Si和TiB2相组成;原位内生的TiB2颗粒细小(<1.0μm),并均匀弥散分布于Al-18%Si基体中;与基体合金相比,复合材料的硬度明显提高。     

制备SiCp/Al复合材料用复合粉料的颗粒包覆法混料工艺研究

采用倾斜盘式混料机研究了颗粒包覆法制备SiCp-Al复合粉料,为超细增强颗粒铝基复合材料的制备奠定了基础.结果表明,混料机托盘倾斜角和转速的最佳组合为托盘倾斜角50°时转速为55 r/min～60 r/min,托盘倾斜角60°时转速为70 r/min～80 r/min;铝颗粒中位径为100 μm时SiC最佳含量为12％,中位径为200 μm时SiC最佳含量为10％.而中位径为200 μm时混料效果更好,SiC颗粒能够很好地包覆在铝颗粒周围.     

纳米碳化钛颗粒增强锌基复合材料的阻尼性能研究

为了提高锌基合金的阻尼性能,研究了添加纳米TiC颗粒对ZA合金阻尼性能的影响.结果表明,添加纳米TiC颗粒可以将锌基复合材料的阻尼比提高25％～35％,从而降低受迫振动的振幅,即可达到减振降噪的作用.这证明纳米碳化钛颗粒增强锌基复合材料在高速、高效、高自动化并需减振降噪的机械设备中有良好的应用前景.     

脉冲电场作用下SiCp/2014颗粒增强铝基复合材料的制备

介绍了一种新的制备颗粒增强铝基复合材料的方法，对处于熔点以上的铝液及SiCp颗粒施加一定时间的电脉冲，观察其凝固组织，发现增强颗粒分布均匀，基体合金晶粒细小，致密度正常，强度，耐磨性较高，该 方法是一种简单易行的制备颗粒增强铝基复合材料的新方法。