Si-Al復(fù)合材料溶滲組織及性能.pdf

1、本文采用無(wú)壓溶滲方法制備Si/Al復(fù)合材料,通過(guò)光學(xué)顯微鏡、SEM、EDS等分析手段研究基體合金、溶滲工藝及增強(qiáng)體Si顆粒粒徑對(duì)Si/Al復(fù)合材料溶滲組織的影響,探討溶滲組織的形成機(jī)制。采用熱導(dǎo)儀、熱膨脹儀及萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)研究溶滲組織對(duì)Si/Al復(fù)合材料熱物理性能及抗彎性能的影響。采用數(shù)控立式床身銑床對(duì)Si/Al復(fù)合材料進(jìn)行銑削加工,通過(guò)SEM及表面粗糙度儀分析溶滲組織對(duì)銑削表面形貌及粗糙度的影響;通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)研究主軸轉(zhuǎn)速n、背吃刀量ap及

2、進(jìn)給量f對(duì)Si/Al復(fù)合材料切削力的影響,采用Origin軟件得出Si/Al復(fù)合材料的銑削切削力的經(jīng)驗(yàn)公式。
　　結(jié)果表明:以三種鋁合金為基體制備的Si/Al復(fù)合材料的增強(qiáng)體Si顆粒都發(fā)生鈍化,隨著基體合金中硅含量的增加,硅顆粒之間的間隙減小,發(fā)生粘連的增強(qiáng)體Si顆粒增加,Si顆粒更容易形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。隨著溶滲溫度的升高,Si/Al復(fù)合材料中增強(qiáng)體Si顆粒由分離態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎尺B態(tài),繼而形成三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu);隨著溶滲時(shí)間的延長(zhǎng),Si/A

3、l復(fù)合材料中增強(qiáng)體Si顆粒由分離態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎尺B態(tài),繼而形成三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。
　　在Si/Al復(fù)合材料溶滲結(jié)束后的冷卻過(guò)程中,共晶溫度以上從鋁合金液中析出的初晶硅和在共晶溫度發(fā)生共晶反應(yīng)產(chǎn)生的共晶硅都依附在增強(qiáng)體Si顆粒表面形核并長(zhǎng)大,即發(fā)生類(lèi)似離異共晶結(jié)晶現(xiàn)象。
　　隨著Si/Al復(fù)合材料基體合金中Si含量的增加,Si/Al復(fù)合材料熱導(dǎo)率降低,熱膨脹系數(shù)降低,抗彎強(qiáng)度增大。隨著顆粒粒徑的增大,Si/Al復(fù)合材料的熱導(dǎo)率增大,熱

4、膨脹系數(shù)增大,抗彎強(qiáng)度降低。隨著Si/Al復(fù)合材料中增強(qiáng)體Si顆粒由分離態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎尺B態(tài),繼而形成三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu),Si/Al復(fù)合材料熱導(dǎo)率降低,熱膨脹系數(shù)降低,抗彎強(qiáng)度降低。
　　隨著Si/Al復(fù)合材料中增強(qiáng)體Si顆粒由分離態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎尺B態(tài),繼而形成三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu),Si/Al復(fù)合材料的切削力逐漸增加,Si/Al復(fù)合材料銑削表面的粗糙度逐漸增大。Si/Al復(fù)合材料的銑削表面的典型特征主要有:增強(qiáng)體Si顆粒破碎或者脫落留下凹坑,基體鋁合金