微波烧结制备SiC增强Al基复合材料的工艺研究

发布时间：2019-11-09 17:34

【摘要】：SiC增强铝基复合材料具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、耐疲劳、比强度高、比刚度好、尺寸稳定、轻质化等优点,因而被广泛的应用于航空、航天、电子、电器、汽车工业中。微波烧结技术具有高效、节能、环保等优势,能够满足现代工业清洁生产的要求。此外,微波烧结技术具有活化烧结的特点,有利于获得优良的显微组织,尤其适合于粉末冶金的烧结。因此,本文主要研究了不同的微波烧结技术对SiC增强铝基复合材料性能的影响。本文采用行星式球磨机来制取SiC/Al复合粉末,并对复合粉末进行微波常压烧结和微波热压烧结,成功的制备了 SiC/Al复合材料,主要的研究工作如下:微波常压法烧结制备SiC/Al复合材料的工艺研究。采用单因素法研究了 SiC含量、压坯压力、烧结温度和保温时间对SiC/Al复合材料显微组织和力学性能的影响。研究表明,当工艺参数为SiC含量为15Vol%、压坯压力为250MPa、烧结温度为770℃、保温时间为5min时,SiC/Al复合材料的致密度为96.14%,SiC颗粒在Al基体中分布比较均匀且界面结合效果较好、硬度也达到了最大值130.2Hv。采用响应曲面法对微波常压烧结的工艺参数进行优化。综合单因素实验和响应曲面法优化结果得出最优的工艺参数:(1)当SiC含量为10Vol%,压坯压力为268.72MPa,烧结温度为774.71℃时,SiC/Al复合材料的致密度为97.24%。(2)当SiC含量为15.58Vol%、压坯压力为255.53MPa、烧结温度为768.29℃时,SiC/Al复合材料的硬度为130.39Hv。微波热压法烧结制备SiC/Al复合材料的工艺研究。通过对微波热压炉、保温结构以及炉用模具进行优化,实现微波热压法烧结制备SiC/Al复合材料。系统探讨了微波热压烧结工艺的影响因素,同时研究了不同的微波热压烧结工艺对SiC/Al复合材料性能的影响。主要研究了热压温度、热压压力对SiC/Al复合材料致密度、硬度、显微组织以及物相的影响。对比了微波常压烧结工艺和微波热压烧结工艺。结果表明,两种方式均可以制得性能良好的SiC/Al复合材料。但是,微波热压法制备的SiC/Al复合材料在致密度、硬度以及显微组织方面都更有优越性。
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搅拌铸造法［２３］是液相法的一种，主要是将一定质量的增强相ＳｉＣ颗粒加入到逡逑熔融的铝中并搅拌，均匀混合以后进行浇注成型的技术。搅拌铸造法的示意图如逡逑图１．３所示。搅拌铸造法具有生产工艺简单，生产效率高，，设备要求低，便于复逡逑杂工件的一次成型等优点。但是搅拌铸造法的也具有许多的缺点。首先，增强相逡逑５逡逑

逑的晶粒组织，制造出的产品具有优良的物理、力学性能。常规加热方式和微波加逡逑热方式的对比，如图１．４所示。逡逑Ｈ＾ｃｏｎｄ邋

本文编号：2558585