機(jī)械攪拌法制備SiC-,p--AZ91D復(fù)合材料技術(shù)研究.pdf

1、鎂合金較低的強(qiáng)度和耐磨性限制了其在某些工程中的應(yīng)用，利用碳化硅顆粒增強(qiáng)鎂合金可以明顯提高鎂合金的拉伸性能和摩擦磨損行為。由于碳化硅與鎂在結(jié)構(gòu)和性能上存在較大的差異以及機(jī)械攪拌裝置的不完善，難以實現(xiàn)增強(qiáng)體與基體在液態(tài)或半固態(tài)下的充分融合，致使碳化硅顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的組織不夠均勻致密，性能與工程需要還存在一定差距。
　　 本文自行設(shè)計制造了機(jī)械攪拌復(fù)合爐，該實驗設(shè)備主要包括加熱系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)和真空系統(tǒng)，其主要性能參數(shù)為：有效工作

2、區(qū)尺寸f80mm×120mm，攪拌容器的尺寸f70mm×80mm，功率1kW，最高溫度900℃，攪拌速率0～2500r/min，極限真空度0.1Pa。
　　 以AZ91D 鎂合金為基體，平均顆粒尺寸10μm的SiC 顆粒為增強(qiáng)相，采用機(jī)械攪拌復(fù)合爐制備了SiCp/AZ91D復(fù)合材料，研究了攪拌溫度、攪拌時間、攪拌速度等工藝參數(shù)對復(fù)合材料顯微組織的影響，并在室溫下對復(fù)合材料試樣進(jìn)行了拉伸試驗和摩擦磨損實驗，利用金相顯微鏡(OM)和

3、掃描電鏡(SEM)分別分析了復(fù)合材料的顯微組織、斷口形貌和磨痕形貌。
　　 結(jié)果表明：在本實驗條件下，580℃，1500r/min，攪拌30min 時，SiC 顆粒在基體中分布相對均勻，并且與AZ91D基體結(jié)合較好；在580℃、攪拌時間30min的條件下，隨著攪拌速度的增加，SiC 顆粒的分布呈現(xiàn)出團(tuán)聚-部分團(tuán)聚-相對均勻變化規(guī)律，當(dāng)攪拌速度為1500r/min時，SiC 顆粒分布相對均勻；當(dāng)攪拌速度超過1500r/min 后，

4、隨著攪拌速度的增加，SiC 顆粒分布呈現(xiàn)不均勻化，并出現(xiàn)了氣孔。當(dāng)溫度為580℃，攪拌速度1500r/min 時，隨著攪拌時間的增加，SiC 顆粒的分布逐漸趨于相對均勻化，但當(dāng)攪拌40min 時，SiC 顆粒分布呈現(xiàn)不均勻化，基體中氣孔明顯增加。
　　 在10vol[％]，15vol[％]，20vol[％]的復(fù)合材料中，隨著SiC 含量的增加，SiC 呈現(xiàn)出相對均勻分布-微小聚集團(tuán)分布-鏈狀分布的規(guī)律；復(fù)合材料的斷裂強(qiáng)度和相對延

5、伸率呈現(xiàn)出下降的趨勢。10vol[％]復(fù)合材料的斷裂強(qiáng)度為156.2MPa，相對伸長率為4.4[％]，拉伸曲線沒有明顯的屈服點，斷口為韌-脆混合斷口。
　　 對于10vol[％]，15vol[％]，20vol[％]復(fù)合材料，其平均摩擦系數(shù)隨著體積分?jǐn)?shù)的增加呈單調(diào)增大趨勢，磨損量也呈現(xiàn)出單調(diào)增大的趨勢。與AZ91D 相比，10vol[％]、15vol[％]、20vol[％]復(fù)合材料的平均摩擦系數(shù)分別提高了10.3[％]、15.7[