SiCp-Al復(fù)合材料熔體處理工藝研究.pdf

1、利用半固態(tài)攪拌法所制得的SiCp/Al復(fù)合材料存在致密度低、SiCp團(tuán)聚等問題,本文采用真空條件下對10vol.％SiCp/Al復(fù)合材料熔體進(jìn)行電磁攪拌的方法,致力于解決SiCp/Al復(fù)合材料致密度低以及SiCp分布不均勻的問題,通過理論計算及實驗研究了熔體處理過程中電磁攪拌作用以及爐氣真空度和熔體溫度對熔體處理效果的影響,最終得出最佳熔體處理工藝。
　　理論計算結(jié)果表明,真空電磁攪拌熔體處理過程中,熔體處理真空度越大,熔體中氣泡

2、上浮至熔體表面所需時間越短;熔體中氣泡半徑小于1.68 mm時,氣泡所受到的向上的合力小于0,此時氣泡不會上浮;電磁攪拌功率為10kw條件下,熔體中氣泡半徑R大于20.94mm時,氣泡受到向上的合力大于電磁攪拌力作用,此時氣泡的上浮過程不受電磁攪拌力的束縛。
　　實驗研究結(jié)果表明,真空電磁攪拌熔體處理過程中,電磁攪拌作用可大幅度消除SiCp團(tuán)聚現(xiàn)象,明顯改善 SiCp在Al基體中分布均勻性;真空條件對熔體的除氣作用顯著,真空度越高

3、,熔體除氣效果越好,但對于SiCp/Al復(fù)合材料熔體來說,氣泡排出過程,會將SiCp帶出熔體,使得熔體中SiCp體積分?jǐn)?shù)減少,真空度越高,氣泡排出量就會越多,SiCp減少的越嚴(yán)重;熔體溫度影響SiCp/Al復(fù)合材料致密度和基體中SiCp體積分?jǐn)?shù)穩(wěn)定性,低溫(680℃～550℃)條件下熔體處理可在提高材料致密度同時使得復(fù)合材料中 SiCp體積分?jǐn)?shù)在一定范圍內(nèi)穩(wěn)定。綜合考慮10vol.%SiCp/Al熔體處理過程中各方面因素,熔體處理最佳真

4、空度為高真空度(高于2KPa),最佳熔體處理溫度范圍為680℃～550℃,熔體處理后,材料致密度可達(dá)98.91%,SiCp/Al復(fù)合材料中SiCp體積分?jǐn)?shù)在8%～10%范圍內(nèi)穩(wěn)定。
　　在最佳熔體處理工藝條件下進(jìn)行熔體處理后,所得復(fù)合材料力學(xué)性能(T6)如下:抗拉強(qiáng)度為308MPa,與SiCp/Al復(fù)合材料坯料相比提高26.7%;顯微硬度為214HV,與SiCp/Al復(fù)合材料坯料相比提高32.9%;彈性模量為92GPa,與SiCp