汽车发动机缸体铝/铁双金属复合工艺及性能研究
发布时间：2022-09-28 12:24
随着汽车行业的迅猛发展,汽车轻量化也发展迅速,这使得轻质铝合金复合材料得到了广泛的应用。铝/铁双金属复合材料既具备铝合金质轻、耐腐蚀性好等优点,也具有铸铁或钢耐磨性好、强度高等优点,使其能够满足汽车零件不同部位的不同性能要求,因此它在汽车领域具有广阔的应用前景。为了满足铝合金汽车发动机缸体汽缸部分耐磨性、导热性和强度等要求,我们研发铝／铁双金属复合铸造工艺技术制备铝/铁双金属复合缸体。同时,在控制生产成本的情况下,实现铝/铁异种材料间的冶金结合并保证结合质量是研究的重点。为了研究不同复合铸造工艺对铝/铁双金属复合材料结合界面的影响,我们分析比较了直接浇铸、直接热浸镀铝处理后浇铸和助镀并热浸镀铝处理后浇铸所得铝/铁双金属复合材料试样的界面结合情况。分析结果发现：直接浇铸所得试样的结合界面存在明显缝隙,仅实现机械结合；而经过热浸镀铝预处理后浇铸所得试样的结合界面形成了连续的中间相层（主要包括Al5Fe2相和Al8Fe2Si相）,实现了铝/铁冶金结合；同时,助镀处理可以有效地提高冶金结合质量。此外,我们进一步测试不同处理工艺所得试样的导热系数发现,实现冶金结合可以明显改善铝/铁复合材料的导热...
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
本文的主要创新点和贡献
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 缸套技术
1.2.2 铝/铁复合技术
1.2.3 中间涂层预处理技术
1.2.4 铝/铁界面反应
1.2.5 锌/铁界面反应
1.3 本课题主要研究目的和内容
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
第二章 实验研究方法
2.1 研究方案
2.2 实验材料
2.3 主要实验设备
2.4 实验过程
2.4.1 表面处理工艺
2.4.2 热浸处理工艺
2.4.3 浇铸工艺
2.4.4 高压扭转处理
2.4.5 分析测试
第三章 热浸镀铝预处理及铝/铁界面研究
3.1 实验方案
3.2 实验结果及讨论
3.2.1 热浸镀铝预处理对铝/铁界面的影响
3.2.1.1 铝/铁界面形貌及成分分析
3.2.1.2 助镀及热浸镀铝合金预处理的影响机理分析
3.2.1.3 铝/铁界面导热性能研究
3.2.2 锰元素对铝/铁界面的影响
3.2.2.1 添加Mn后的铝/铁中间相层形貌及成分分析
3.2.2.2 添加锰元素后铝基体侧过渡层的组织分析
3.2.2.3 铝基体侧过渡层组织的形成及演变
3.3 本章小结
第四章 热浸镀锌预处理及铝/铁界面研究
4.1 实验方案
4.2 实验结果与讨论
4.2.1 低碳钢表面镀锌层的生长和形貌分析
4.2.2 铝合金/镀锌钢界面组织分析
4.2.2.1 铝合金/镀锌钢界面形貌及成分
4.2.2.2 铝合金/镀锌钢界面组织演变过程
4.2.3 铝合金/镀锌铸铁界面组织分析
4.2.4 高压扭转处理对铝/铁界面的影响及分析
4.3 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 全文总结
5.2 展望
参考文献
致谢
附录
附录一：攻读硕士期间发表的论文目录
附录二：攻读硕士期间申请的专利目录
附录三：攻读硕士期间获奖情况
外文论文
An investigation of the metallurgical bonding in Al-7Si/gray iron bimetal composite
Interfacial microstructures and properties of aluminum alloys/galvanizedlow-carbon steel under high-pressure torsion
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]铸铁/铝合金镶嵌界面结合强度的增强途径研究[J]. 许旸,彭明诚,卢正欣,王爱娟,王海生. 铸造技术. 2013(03)
[2]国内铝包容缸套的现状及趋势[J]. 陈庆国. 内燃机与配件. 2011(08)
[3]铝铁复合铸造界面金相研究[J]. 李文钊,边秀房. 机械工程学报. 2011(16)
[4]高硅铝合金缸套研制[J]. 孙廷富,郭珉,郭安振,米文宇,陈大辉,乔立,李岩,吕绯,彭建中,李进军. 兵器材料科学与工程. 2010(01)
[5]喷射成型高硅铝合金的致密化研究[J]. 朱奇林,曹福洋,吴成龙. 汽车技术. 2007(11)
[6]高硅铝合金缸套材料摩擦磨损性能研究[J]. 孙廷富,郭珉,辛海鹰,朱秀荣,陈大辉,孙宇红,王发东. 车辆与动力技术. 2007(02)
[7]铝─钢双金属复合铸件研制[J]. 冯志军，马春江，沈桂荣，许峙立，张莹. 铸造. 1994(12)
本文编号：3681660
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
本文的主要创新点和贡献
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 缸套技术
1.2.2 铝/铁复合技术
1.2.3 中间涂层预处理技术
1.2.4 铝/铁界面反应
1.2.5 锌/铁界面反应
1.3 本课题主要研究目的和内容
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
第二章 实验研究方法
2.1 研究方案
2.2 实验材料
2.3 主要实验设备
2.4 实验过程
2.4.1 表面处理工艺
2.4.2 热浸处理工艺
2.4.3 浇铸工艺
2.4.4 高压扭转处理
2.4.5 分析测试
第三章 热浸镀铝预处理及铝/铁界面研究
3.1 实验方案
3.2 实验结果及讨论
3.2.1 热浸镀铝预处理对铝/铁界面的影响
3.2.1.1 铝/铁界面形貌及成分分析
3.2.1.2 助镀及热浸镀铝合金预处理的影响机理分析
3.2.1.3 铝/铁界面导热性能研究
3.2.2 锰元素对铝/铁界面的影响
3.2.2.1 添加Mn后的铝/铁中间相层形貌及成分分析
3.2.2.2 添加锰元素后铝基体侧过渡层的组织分析
3.2.2.3 铝基体侧过渡层组织的形成及演变
3.3 本章小结
第四章 热浸镀锌预处理及铝/铁界面研究
4.1 实验方案
4.2 实验结果与讨论
4.2.1 低碳钢表面镀锌层的生长和形貌分析
4.2.2 铝合金/镀锌钢界面组织分析
4.2.2.1 铝合金/镀锌钢界面形貌及成分
4.2.2.2 铝合金/镀锌钢界面组织演变过程
4.2.3 铝合金/镀锌铸铁界面组织分析
4.2.4 高压扭转处理对铝/铁界面的影响及分析
4.3 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 全文总结
5.2 展望
参考文献
致谢
附录
附录一：攻读硕士期间发表的论文目录
附录二：攻读硕士期间申请的专利目录
附录三：攻读硕士期间获奖情况
外文论文
An investigation of the metallurgical bonding in Al-7Si/gray iron bimetal composite
Interfacial microstructures and properties of aluminum alloys/galvanizedlow-carbon steel under high-pressure torsion
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]铸铁/铝合金镶嵌界面结合强度的增强途径研究[J]. 许旸,彭明诚,卢正欣,王爱娟,王海生. 铸造技术. 2013(03)
[2]国内铝包容缸套的现状及趋势[J]. 陈庆国. 内燃机与配件. 2011(08)
[3]铝铁复合铸造界面金相研究[J]. 李文钊,边秀房. 机械工程学报. 2011(16)
[4]高硅铝合金缸套研制[J]. 孙廷富,郭珉,郭安振,米文宇,陈大辉,乔立,李岩,吕绯,彭建中,李进军. 兵器材料科学与工程. 2010(01)
[5]喷射成型高硅铝合金的致密化研究[J]. 朱奇林,曹福洋,吴成龙. 汽车技术. 2007(11)
[6]高硅铝合金缸套材料摩擦磨损性能研究[J]. 孙廷富,郭珉,辛海鹰,朱秀荣,陈大辉,孙宇红,王发东. 车辆与动力技术. 2007(02)
[7]铝─钢双金属复合铸件研制[J]. 冯志军，马春江，沈桂荣，许峙立，张莹. 铸造. 1994(12)
本文编号：3681660
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3681660.html
