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本文研究了液态浸渗法制备硅酸铝短纤维增强AZ91D基复合材料的工艺。利用金相显微镜、XRD、SEM等技术分析了复合材料的微观组织和结构特点、界面及时效后β-Mg<,l7>Al<, l2>的析出情况,还探讨了复合材料的摩擦磨损性能和机制。
通过大量的试验,本文给出了较佳的挤压工艺参数。成功制备出了组织均匀、无铸造缺陷的硅酸铝短纤维增强AZ91D复合材料。
硅酸铝短纤维的加入,明显提高了复合材料的硬度,而且随着纤维含量的增加,复合材料的硬度逐渐提高。
短纤维在基体中分布均匀,无缠结现象。硅酸铝短纤维的表层与基体发生了界面发应,形成了明显的界面层,界面处有MgO生成。界面反应提高了短纤维的润湿性和促进了短纤维与基体之间的结合。
对复合材料的时效研究分析表明:增强体的加入明显加速了复合材料的时效过程,时效后复合材料的硬度得到进一步的提高;随着硅酸铝短纤维含量的提高,复合材料的时效峰值继续提前;但是随着时效温度的升高,复合材料的硬度峰值有所下降。
对复合材料的摩擦磨损行为分析表明:在铸造状态时,虽然在油润滑条件下,硅酸铝短纤维的添加有利于提高复合材料的抗磨损性能,但在干摩擦条件下,单一的硅酸铝短纤维增强体添加却弱化了复合材料的耐磨能力。固溶时效处理后,复合材料的干摩擦性能获得极大的提高,优于基体合金。
通过SEM分析表明,AZ9lD基体合金干摩擦条件下的磨损机制主要是粘着磨损和剥层脱落,复合材料的磨损机制主要为磨粒磨损和剥层脱落。