【摘 要】
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双金属铸件因能够充分利用两种材料的特性来提高铸件的性能而具有广泛应用前景,但获得性能良好的连续冶金结合界面是双金属铸件性能的保障,这也是目前双金属铸造的难点和研究热点。本文采用座滴法研究了铝硅、锡锌等熔体与TC4合金的润湿行为,并结合热浸实验研究了预镀层对铝硅合金与钛合金界面反应的影响,在此基础上研究了预镀覆锡锌TC4合金与铝硅熔体的复合铸造,以期探究铝合金与钛合金双金属复合铸造的界面结合机理,同
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双金属铸件因能够充分利用两种材料的特性来提高铸件的性能而具有广泛应用前景,但获得性能良好的连续冶金结合界面是双金属铸件性能的保障,这也是目前双金属铸造的难点和研究热点。本文采用座滴法研究了铝硅、锡锌等熔体与TC4合金的润湿行为,并结合热浸实验研究了预镀层对铝硅合金与钛合金界面反应的影响,在此基础上研究了预镀覆锡锌TC4合金与铝硅熔体的复合铸造,以期探究铝合金与钛合金双金属复合铸造的界面结合机理,同时为预镀涂层的合理设计提供依据。采用座滴法测试铝硅合金与镀镍TC4在高真空条件下的润湿行为。实验证明,镍膜能够有效改善铝硅合金与TC4的润湿性,但镍镀层较厚时,改善润湿性的效果有所减弱。测试了不同温度下低熔点的锡锌合金在TC4表面的润湿性。实验证明,润湿温度在700℃-750℃之间时,锡锌合金在TC4表面有较好的润湿性,但润湿温度过高时,界面会析出Ti-Al脆性金属间化合物。通过磁控溅射和热浸镀两种方式在TC4表面制备锡锌镀层,探究锡锌镀层对TC4热浸镀铝硅合金界面反应的影响。研究表明,通过热浸镀在TC4表面制备锡锌镀层可以有效保护TC4表面。锡锌镀层的熔解并未影响反应层的生成。通过热浸镀在TC4表面制备厚度不同的锡锌镀层,采用不同的浇注工艺制备铝硅合金与TC4复合铸件,探究锡锌镀层对铝硅合金与TC4双金属界面结合的影响。研究表明,提高浇注温度,在TC4与铸型不预热的情况下也能够实现两种金属的冶金结合,界面反应层成分主要为Al-Si-Ti化合物。随着锡锌镀层厚度增加,反应层厚度逐渐增厚。
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