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颗粒增强铝基复合材料具有高强度、良好的导热性能、良好的耐磨性等特点,尤其是与传统钢铁材料相比铝基复合材料密度低、热膨胀系数低,在航空、航天,汽车运输,电子仪表行业得到快速的发展和应用,在现代工业生产中有这重要的地位。本文采用粉末冶金法制备颗粒增强铝基复合材料,研究制备工艺参数对材料组织和性能的影响,优化材料制备工艺,并研究颗粒增强材料的增强机理。 实验材料选用6061Al合金粉作为基体材料制备复合材料。将增强体材料和基体材料按照一定配比进行混粉后,在500MPa的压制压力下制成冷压试样块,通过在不同的温度条件下烧结研究烧结温度对铝基复合材料性能的影响,分析了材料烧结后材料的宏观组织外貌和微观组织形貌,并对材料硬度和致密度进行对比。实验数据表明最佳的烧结温度为590℃。 为了提高材料的性能,对材料进行二次加工和热处理。将烧结后的试样进行热挤压处理,挤压温度为480℃,挤压比为4:1。对比热挤压前后材料微观组织和力学性能,研究分析热挤压对材料性能和组织的影响,并研究热挤压对材料性能增强的机理。挤压后的材料进行 T6热处理,经过不同时间的固溶处理后,进行10h的人工时效处理,并测量材料的力学性能和物理性能,主要研究固溶时间对材料性能的影响。研究结果表明,热挤压能够明显提高材料的力学性能,能够减小材料的孔隙率,最佳固溶时间为2h。 改变增强体的种类和含量,并通过粉末冶金法制备复合材料。研究 SiC含量、Si含量对复合材料性能的影响,并研究 SiC和 Si混合增强对铝基复合材料性能影响。将实验粉末材料经过冷压、烧结、热挤压和热处理后制成试样,对比分析其力学性能和微观组织,分析颗粒增强的增强机理。实验结果表明,随着增强颗粒含量的增加,材料的热膨胀系数降低,力学性能先升高后降低,过多的增强颗粒会导致材料内部结构缺陷增多性能下降。实验测得 SiC增强最佳体积分数为10%;Si增强最佳体积分数为12%;SiC和Si混合增强与单一SiC或Si增强相比,性能有所提升,抗拉强度达到258MPa,硬度达到108HBS。