機(jī)械攪拌添加硅顆粒法制備高硅鋁合金的研究.pdf

1、高硅鋁-硅合金具有耐磨性好、線(xiàn)膨脹系數(shù)小、抗腐蝕性和鑄造性能好等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于制造輕質(zhì)、耐磨耐高溫的零件，是汽車(chē)、摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的理想材料。但是通常條件下，鑄造高硅鋁合金組織中存在大塊狀的初晶硅和粗大針狀的共晶硅，嚴(yán)重割裂了基體，使合金的力學(xué)性能降低，因此，采用各種工藝和方法細(xì)化高硅鋁硅合金的組織、特別是初晶硅組織，改善其分布狀態(tài)是高硅鋁合金材料的研究的關(guān)鍵問(wèn)題。本文主要采用機(jī)械攪拌添加硅顆粒的方法制備高硅鋁合金，研究了攪拌鑄造的工

2、藝參數(shù)對(duì)高硅鋁合金組織的影響，在攪拌法制備的高硅鋁合金基礎(chǔ)上，對(duì)制備的Al-20％Si合金進(jìn)行了重熔等溫處理，進(jìn)一步討論保溫溫度對(duì)改善合金微觀組織的作用，同時(shí)通過(guò)摩擦磨損實(shí)驗(yàn)對(duì)硅顆粒體積含量不同的高硅鋁合金耐磨性進(jìn)行了研究。
　　 (1)通過(guò)機(jī)械攪拌添加Si顆粒法制備高硅鋁合金，將高溫預(yù)處理過(guò)的Si顆粒直接加入到金屬熔體中，通過(guò)高速攪拌的方式使硅顆粒均勻地分散在金屬熔體中，然后澆注，使其凝固結(jié)晶。在攪拌法制備高硅鋁合金的制備過(guò)程

3、中，研究了Si顆粒的表面預(yù)處理，攪拌的初始溫度，攪拌速度、及攪拌時(shí)間對(duì)合金顯微組織的影響，還研究了Si顆粒加入熔體前后形貌特征的變化。結(jié)果表明：機(jī)械攪拌添加硅顆粒法可以制備出Si體積分?jǐn)?shù)為20％～25％的高硅鋁硅合金，所制備的高硅鋁硅合金組織中Si相的圓整度好、分布均勻。攪拌溫度應(yīng)該控制在700℃～720℃之間，攪拌時(shí)間為3～4分鐘。攪拌加入Si顆粒后，對(duì)合金進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋兀梢允固砑拥墓桀w粒進(jìn)一步均勻化并改善其與基體的結(jié)合狀況。

4、>　　 (2)在機(jī)械攪拌添加硅顆粒法制備高硅鋁合金中，由于Si顆粒與純鋁液的潤(rùn)濕性較差，易造成的顆粒與基體結(jié)合較差等缺陷。因此，對(duì)機(jī)械攪拌法制備的高硅鋁合金進(jìn)行半固態(tài)重熔等溫處理，研究了等溫處理對(duì)改善合金顯微組織和凝固缺陷以及性能的影響。結(jié)果表明：對(duì)機(jī)械攪拌添加硅顆粒法制備高硅鋁合金進(jìn)行半固態(tài)重熔等溫處理，可以進(jìn)一步改善Si顆粒在合金內(nèi)部的分布形態(tài)、細(xì)化組織，通過(guò)對(duì)合金在不同參數(shù)下等溫處理的研究，得出了較佳的保溫溫度是580℃～600

5、℃。但隨著保溫溫度的進(jìn)一步升高，初晶Si相又會(huì)變的粗大。高硅鋁合金不同溫度下等溫處理后的硬度值變化和合金的組織的變化相對(duì)應(yīng)，硬度值也是先升高，后隨著等溫溫度的提高而降低。
　　 (3)對(duì)機(jī)械攪拌添加硅顆粒制備的鋁硅合金的耐磨性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：機(jī)械攪拌添加Si顆粒法制備的高硅鋁合金的耐磨性得到改善。隨Si顆粒含量的增加材料的耐磨性能升高，但含量過(guò)高時(shí)，材料的耐磨性又有降低的趨勢(shì)。這是因?yàn)镾i顆粒含量過(guò)高，其與基體鋁的結(jié)合較