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压力铸造法制备陶瓷纤维增强铝基复合材料

曾涛  
【摘要】:为了拓宽MMC在汽车制造业的应用,本研究尝试用压力铸造法(die-casting)制备陶 瓷短纤维增强铝基复合材料并得出最佳的压铸工艺参数: 压射比压为80Mpa,铝合金液填充速度为15~20m/s,铝合金液浇注温度为680(C~700(C,预制件预热温度为400~700(C,压铸模预热温度为150~200(C。并在上述工艺参数下成功地压铸出体积分数为5%~50%复合材料试块。 对压铸复合材料的微观组织、硬度、抗拉强度及耐磨性能进行了研究和分析。结果表明: 铝合金液体较好地浸渗陶瓷纤维预制件,增强纤维在基体里分布比较均匀,与基体结合较好,但仍存在微孔,当体积分数很大时微孔数量较多;复合材料增强区和未增强区界面结合较好;复合材料布氏硬度高于基体,且硬度值随纤维体积分数增加而增高;复合材料在高温(300oC)下仍具有一定的抗拉强度,导致复合材料抗拉强度值不太高的主要原因是:压铸复合材料中存在微气孔、夹杂及复合材料的体积分数过大而造成的纤维不均匀分布;在油润滑条件下,所制备的铝基复合材料具有优异的耐磨性,其耐磨性远优于基体。干摩擦条件下,复合材料有两个磨损稳定但是磨损率不同的阶段,称之为:滑动磨损和磨粒磨损阶段,两个阶段过渡时的滑动路程称为临界点。滑动磨损阶段复合材料的耐磨性远优于基体,当转变为磨粒磨损阶段时复合材料磨损加剧,磨损率超过了基体。


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