铝合金以其优良的性能而广泛应用于各个领域,随着铝保有量的不断增加,大量铝制品不断报废使得废旧铝的再生利用显得十分重要。而废旧铝往往含有大量的杂质Fe,会形成脆性相恶化合金性能,当前尚未有成熟的除Fe技术。基于此,团队提出发挥Fe相的硬质特性,以高Fe的A356再生铝合金为基体,利用熔体内反应生成Mg₂Si颗粒增强富Fe再生铝基复合材料,较优的复合材料体系为15%Mg₂Si/A356-1.5Fe。本文利用复合变质和振动铸造技术进一步改善其组织和力学性能,并优化其热处理工艺,并对其高温性能进行测试。获得如下主要结果:在振动铸造工艺条件下,15%Mg₂Si/A356-1.5Fe复合材料中共晶硅以及针状β-Fe相均得到细化;其抗拉强度随着振动频率的提高而提高,未振动时其强度仅为69MPa,而在200Hz时达到104MPa,提高幅度达50%。Mn/Cr复合变质可使15%Mg₂Si/A356-1.5Fe复合材料针状β-Fe相转变为球粒状的α-Fe相,当Mn/Cr比例为0.5%:0.5%时,抗拉强度较未变质时的104MPa提高至123MPa,提高18%。对15%Mg₂Si/A356-1.5Fe复合材料的热处理工艺优化表明固溶温度和固溶时间对复合材料的硬度和拉伸性能的影响较大。经热处理后,Mg₂Si相和Si相球化,分布均匀,摩擦磨损性能增加,较铸态相比,摩擦系数从0.7降低到0.4,摩擦更为平稳,磨损表面光滑。550℃单级固溶工艺优于双级固溶,经时效后性能更优。基于正交和单因素实验,该复合材料较佳的热处理工艺为:550℃固溶4h,水淬,175℃时效4h。此时其抗拉强度达到154MPa,较铸态提高25%。对比测试复合材料和再生铝的高温力学性能表明,A356-0.6Fe再生铝材料从室温到高温其力学性能快速下降,而复合材料下降缓慢。与室温强度相比,再生铝在200℃和300℃时其强度分别下降28%和57%,而复合材料仅下降12%和23%。300℃时复合材料的强度性能是再生铝材料的两倍以上,表现出优异的高温力学性能。