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SiC颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)具有很高的硬度和耐磨性,在航空、航天以及汽车等领域具有重要应用。将SiC颗粒作为增强相,加入到铝基体中制备出含有高SiC体积分数的SiCp/Al复合表层的结构件,其外表面具有高硬度和高耐磨性,而其内部可保持良好的塑性。迄今为止,大多数复合材料的研究都集中于材料整体的复合,本课题的研究则主要注重对材料表面的复合,研究了离心铸造法制备SiCp/Al复合表层的制备工艺、微结构和性能。 以铝镁合金,SiC颗粒为主要原料,通过对SiC颗粒的预处理,采用离心铸造的方式制备了SiCp/Al的复合表层。研究了浇注温度、转速以及SiC颗粒体积分数等因素对SiCp/Al复合表层的组织和性能的影响。使用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射仪(XRD)对SiC颗粒高温预处理前后的成分和表面形貌进行了分析。 经过高温处理后的SiC颗粒表面出现了SiO2,SiO2以白点的形式存在于SiC颗粒的表面,SiO2的出现改善了SiC颗粒和铝基体之间的润湿性。通过对复合表层磨损后的表面观察分析,发现复合表层在磨损的过程中起到了保护铝基体的作用,防止铝基体表面出现较大的犁沟;在磨损的过程中,铝基体发生了塑性变形,增加了铝基体的耐磨性,在这两个因素的作用下复合表层的耐磨性大大提高。 浇注温度在670℃和680℃时,复合层的厚度稳定;浇注温度在680℃时,复合表层中SiC颗粒的体积分数更大,最高可达到48.5%;通过加入SiC颗粒增强铝基体制备的复合表层在压力200N,300r/min,240目砂纸磨损的试验条件下,最小磨损量为0.2mg/min,最大磨损量也仅为0.9mg/min;在SiC体积分数不变的情况下,复合表层的硬度随着浇注温度的升高而增大。在浇注温度为680℃时,复合表层的硬度达到最大。SiC体积分数和浇注温度相同时,复合表层的硬度随着转速的增加先增大后减小,且在转速为1300r/min时达到最大。