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伪半固态触变成形Al/Al_2O_3复合材料工艺基础研究

王鹏翔  
【摘要】: Al/Al_2O_3复合材料具有密度小、耐高温、耐磨损、抗热震性等诸多优异性能,应用日益广泛。目前它的制备工艺主要有粉末烧结工艺、熔体浸渗工艺、铝合金高温直接氧化工艺。基于粉末冶金和半固态成形技术而提出的伪半固态触变成形工艺,为金属增韧陶瓷基复合材料的制备和成形提出了一种新思路。 本文采用伪半固态触变成形工艺试制成形Al/Al_2O_3复合材料。首先,将Al粉和表面处理过的Al_2O_3粉两种微粉均匀混合,经室温和高温压实,制备出Al/Al_2O_3复合材料伪半固态触变成形坯料。通过坯料伪半固态等温压缩试验,得出Al/Al_2O_3复合材料伪半固态下的力学行为规律,进而指导触变成形工艺参数选择。加热触变成形坯料到伪半固态温度,保温一段时间,此坯料中的铝完全熔化,Al_2O_3保持固态,此时坯料仍具有一定强度,把它夹持放入预热好的模具型腔,在2000KN压力机上加压成形。本文设计杯形件为成形对象,对成形后的复合材料杯形件进行了性能测试和组织观察。 本文利用伪半固态触变成形工艺,制得的Al/Al_2O_3复合材料杯形件成形良好,微观组织比较均匀,各方面性能均达到或优于其他方法制得的同种材料。其中,相对密度可达到95.5%以上,最大抗弯强度可达到624.63MPa,最高维氏硬度值可达到647MPa。说明用伪半固态触变成形制备Al/Al_2O_3复合材料是可行的;伪半固态触变成形工艺具有良好的发展前景。


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