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本文以铝基复合材料在汽车活塞和缸套的应用为背景,以Al-20%Si和SiCp/Al-7%Si两种铝基复合材料为研究对象,采用内冷变质法和螺杆推挤法制备Al-20%Si和SiCp/Al-7%Si铝基复合材料,采用OM,SEM,EDS,XRD,摩擦试验等手段,探讨不同制备工艺对铝基复合材料凝固显微组织及性能的影响,为耐磨铝基复合材料在活塞和缸套领域的应用打下基础。采用内冷变质法对Al-20%Si过共晶合金进行熔体处理,通过测试不同制备工艺条件下合金的显微组织与性能,获得了以下实验结果:(1)Al-20%Si合金中初生Si的平均晶粒尺寸和形状因子受起始搅拌温度、搅拌速度和内冷块/铝熔体质量比的影响,经正交试验分析认为内冷块/铝熔体质量比影响最大,并通过正交试验优化出了最佳的内冷变质工艺,即起始搅拌温度700℃,搅拌速度1800rpm,内冷块/铝熔体质量比15%。在该工艺参数下所制备试样的初生Si平均晶粒尺寸为18μm,形状因子为0.71;(2)Al-20%Si合金试样的布氏硬度和抗拉强度随组织中初生Si平均晶粒尺寸的减小而增大;(3)A丨-20%Si磨损试样的平均摩擦系数随初生Si晶粒尺寸的减小而减小,磨损率与平均摩擦系数呈相反趋势,最佳工艺下所制备试样的平均摩擦系数为0.25,磨损率为6.1857× 10-14m3·N-1·m-1。采用螺杆推挤法制备SiCp/Al-7%Si复合材料,研究不同工艺参数对SiCp/Al-7%Si复合材料显微组织及性能的影响。实验结果表明:(1)SiC颗粒尺寸越大,在铝熔体中分散性越好。铝熔体中添加SiC粉末越多,SiC颗粒团聚现象越严重。在近密闭空间中,搅拌速度越大,SiC颗粒在铝熔体中的分散性越好,与基体界面结合越强;(2)SiCp/Al-7%Si复合材料的布氏硬度和抗拉强度随SiC颗粒尺寸的增大而减小,随SiC添加量与搅拌速度的增大而增大;(3)SiCp/Al-7%Si复合材料的平均摩擦系数随SiC颗粒尺寸和SiC添加量的增大而增大,随搅拌速度的增大而减小,磨损率与平均摩擦系数呈相反趋势。(4)根据显微组织和摩擦磨损性能数据,认为最佳的工艺参数是SiC粒径为10μm,SiC添加量为5%,搅拌速度为1500rpm,该参数下试样的平均摩擦系数为0.22,磨损率为6.3455X 10-14m3·N-1·m-1。Al-20%Si合金和SiCp/A丨-7%Si复合材料的磨损机理都表现为磨粒磨损和粘着磨损。对比最优工艺下Al-20%Si合金和SiCp/Al-7%Si复合材料的摩擦磨损性能,发现SiCp/Al-7%Si复合材料在平均摩擦系数和摩擦系数稳定性等方面都优于Al-20%Si合金,仅仅磨损率稍大于Al-20%Si合金。综合而言,在减少摩擦阻力方面,SiCp/Al-7%Si复合材料优于Al-20%Si合金。