论文部分内容阅读
颗粒增强铝基复合材料具有低膨胀系数、高比强度、良好的耐磨性能及较好的热稳定性等优点,并且制备工艺相对简单,加工技术更加成熟,价格更加低廉,几乎可以做为近净成形材料使用。在航空航天、汽车以及电子的高新领域有着极快的发展和应用。本文主要采用传统粉末冶金法,以雾化制得的6061铝合金粉体作为基体材料,以SiC颗粒作为增强相,制备颗粒增强铝基复合材料,并研究了制备过程中的温度、颗粒大小、颗粒体积分数等因素对材料组织性能的影响。本实验分别采用640℃、645℃、650℃三个温度作为烧结温度烧结试样,通过对比试样的烧结情况以及经细砂纸稍微打磨处理后的试样状况,分析了烧结温度在烧结过程中对试样的作用。实验表明,过高的烧结温度会使试样近表面处某些融化的低熔点组元在冷压残余应力的作用下渗出,造成试样近表面处合金含量减少,产生“烧不透”现象;本实验最佳的烧结温度为640℃。以不同粒径的SiC颗粒作为增强相,制备颗粒增强铝基复合材料。通过分析含不同粒径增强相的致密度、抗拉强度和金相图,发现增强相产生团聚现象,并从数据上得出对于40μm粒径的6061铝合金基体,体积分数为5%的SiC颗粒均匀分布的最小粒径为8.3μm。通过对热挤压前后SiC颗粒增强铝基复合材料的致密度、硬度、抗拉强度等性能的对比分析,可知增强相SiC颗粒的添加使得复合材料的力学性能得到了一定的提高;热挤压使SiC颗粒在基体中分布更均匀,并有效提高复合材料的力学性能。改变SiC颗粒在复合材料中的体积分数,以材料硬度、抗拉强度为研究对象,通过对试样断口的分析,得出SiC颗粒体积分数为15%时,复合材料的硬度最大,为97.6HBS;SiC颗粒体积分数为20%时,复合材料抗拉强度最大,为284.56Mpa。研究SiC颗粒在基体材料中的体积分数对复合材料热膨胀系数的影响,实验结果表明复合材料的线膨胀系数随着SiC颗粒体积分数的增加而减小,本实验中当SiC颗粒增强相体积分数为25%时,试样线膨胀系数最小,为17.710-6/K。