本文關鍵詞：SiC顆粒增強Cu基復合材料制備工藝及設備的研究

  更多相關文章： 銅基合金 碳化硅表面改性 粉末冶金 連鑄設備

【摘要】：CuAl10合金,作為鋁青銅的一種,具有較高的強度.耐蝕性.較好的抗高溫氧化性及耐磨性被廣泛的應用于現(xiàn)代工業(yè)零件的生產(chǎn)制造。SiC具有較高的強度、模量、硬度以及較低的膨脹系數(shù),是一種理想的增強體材料,可以進一步提高銅基合金的強度、硬度、耐磨等力學性能,具有廣闊的應用前景。本文采用SiC顆粒(5um左右)作為增強體,通過粉末冶金法制備SiC顆粒強化的銅基復合材料,研究不同SiC顆粒表面處理方法對材料組織、結構及性能的影響,并對相關化學鍍鎳工藝進行一系列參數(shù)優(yōu)化,最后,通過金相顯微鏡,場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM),能譜儀(EDS),透射式電子顯微鏡(TEM),X射線衍射儀(XRD)以及維氏硬度計(VH-5LAC)對不同方法處理的SiC顆粒及其強化的銅基復合材料試樣進行表征。實驗得出,原始SiC顆粒經(jīng)過1000℃,10h高溫氧化處理后,其表面生成具有一定厚度的Si02保護層。SiC顆粒表面化學鍍鎳采用有機鎳及硼氫化鈉醇溶液進行活化處理,在此基礎之上,得出最優(yōu)參數(shù)為：pH=9-9.5,水浴溫度40℃,SiC的最大加入量約為5g/L時可實現(xiàn)顆粒表面的完全包覆�；瘜W鍍鎳后的SiC顆粒進行熱震分析得出Ni與SiC顆粒的結合力偏小,多次淬冷之后,顆粒表面的Ni大幅度脫落。XRD結果顯示,化學鍍覆的Ni晶粒較為細小,衍射峰較寬,經(jīng)過500℃,保溫4h退火處理后,Ni轉變?yōu)镹iO,晶粒變大,結晶度較高。本文采用粉末冶金法制備SiC顆粒強化銅鋁基復合材料,SEM及EDS結果顯示,SiC顆粒在CuAl10基體中分布均勻,無明顯團聚現(xiàn)象,鍍鎳SiC顆粒表面的Ni與周圍基體形成擴散固溶區(qū)。金相組織照片得出,SiC顆粒的加入明顯細化了基體晶粒,其中鍍鎳SiC顆粒作為強化相時,晶粒細化效果最突出。另外,TEM檢測得出原始SiC品粒與基體晶粒結合無明顯的擴散,晶界干凈平直、無析出相、無界面反應層,晶界處出現(xiàn)孔洞,結合強度較低,而鍍鎳SiC的晶粒與基體晶粒界面的結合處,形成了大量細小的納米晶,形貌與SiC晶粒和基體的晶粒不同。本文還對不同質量分數(shù)(1wt.%,3wt.%,5.wt.%).不同處理方法(原始,高溫氧化,化學鍍鎳)的SiC顆粒強化的銅鋁基復合材料進行維氏硬度測試,得出加入SiC顆粒后,材料硬度高于基體CuA110合金,鍍鎳SiC顆粒作為強化相時強化效果最明顯,原始SiC顆粒強化效果最低,此外,材料的硬度與加入SiC顆粒的質量分數(shù)成正比。連鑄設備的調試結果表明,ZA27合金的在連鑄溫度為600℃,冷卻水流量為0.15m3/h時,所得試樣表面較為光滑完整,晶粒尺寸較為均勻,抗拉強度高達199.5MPa。在合金的半固態(tài)溫度480℃左右,連鑄得到的試樣晶粒尺寸更加細小,具有非常大的發(fā)展?jié)摿�。連鑄設備在熔煉、保溫、冷卻以及牽引等方面運行正常。
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB333

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李曉;李萍;薛克敏;王成;章凱;;高壓扭轉法對SiC_p-Al基復合材料顆粒分布的影響[J];材料工程;2012年02期

2 徐國強，賈平，，李涌，關曉潔;陶瓷粉料顆粒分布測試的可比性研究[J];湖南化工;1995年03期

3 喬齡山;;關于水泥顆粒分布及其作用的部分研究成果介紹(續(xù))[J];水泥;2007年10期

4 賓仕博;邢書明;郭莉軍;鮑培瑋;郭洪鋼;;TiC增強顆粒進入鋼液的條件判據(jù)[J];復合材料學報;2013年06期

5 吳笑梅,郭文瑛,樊粵明;水泥顆粒分布對其使用性能的影響[J];水泥;2004年10期

6 周永正;周勇;孔德娟;;基于灰色模型的水泥顆粒分布研究[J];科技資訊;2010年04期

7 邊心宇;樊建中;馬自力;左濤;魏少華;;顆粒分布不均勻型缺陷對顆粒增強鋁基復合材料性能的影響[J];稀有金屬;2010年03期

8 李斌;許慶彥;李旭東;柳百成;;SiC/Al-Si復合材料顆粒分布的數(shù)值模擬[J];特種鑄造及有色合金;2006年10期

9 于化順,閔光輝,趙生旭,陳熙琛;復合材料凝固過程中顆粒推移距離及其影響因素[J];金屬學報;1999年07期

10 謝國宏;顆粒增強Al基復合材料的制備工藝及凝固過程[J];材料導報;1995年06期

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 水泥雜志社主編　喬齡山;對水泥最佳顆粒分布的最新認識　[N];中國建材報;2002年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李萌啟;超細TiOC_(0.5)顆粒增強超細晶Cu-Al基復合材料的制備與特性研究[D];北京交通大學;2015年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 李沛沛;SiC顆粒增強鋁基復合材料制備工藝及性能研究[D];山東大學;2015年

2 李云亮;SiC顆粒增強ZL702合金材料制備工藝研究[D];中北大學;2016年

3 劉林;SiC顆粒增強Cu基復合材料制備工藝及設備的研究[D];東南大學;2016年

4 趙振凱;再生復合材料熔體中未熔WC顆粒在離心場中運動規(guī)律的研究[D];河南科技大學;2012年

5 呂映賓;TiB_2+SiC顆�；祀s增強ZL109復合材料[D];上海交通大學;2007年

6 李宇罡;原位顆粒增強金屬基復合材料的斷裂行為研究[D];上海交通大學;2011年

7 代寶珠;Al_2O_3顆粒增強鉬基復合材料的制備與性能研究[D];河南科技大學;2010年

本文編號：1297777