SiCp/A357復(fù)合材料半固態(tài)攪拌鑄造工藝研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-25 23:09
SiCp/Al復(fù)合材料具有比強(qiáng)度和比剛度高、耐磨性好、熱膨脹系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、航空航天、及電器電子等領(lǐng)域。隨著復(fù)合材料應(yīng)用的不斷擴(kuò)展,大型復(fù)雜復(fù)合材料零件的需求逐漸增加。由于復(fù)合材料硬度和耐磨性較高,依靠機(jī)加工成型不僅加工難度大,而且成本很高,而攪拌鑄造法易于實(shí)現(xiàn)近終成形,且成本較低,是制備大型復(fù)雜件的最有潛力的方法。但是攪拌鑄造法面臨顆粒分散困難,復(fù)合材料致密度低,流動(dòng)充型困難等難題,限制了其應(yīng)用。因此,深入研究SiCp/Al復(fù)合材料的攪拌鑄造技術(shù),實(shí)現(xiàn)大體積的復(fù)合材料制備和直接鑄造成型,成為目前研究熱點(diǎn)。本文首先設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于大體積復(fù)合材料熔體攪拌的槳柵復(fù)合式攪拌器,然后進(jìn)行了 SiCp/A357復(fù)合材料攪拌鑄造工藝的研究,分析了 SiCp分布的均勻性和復(fù)合材料的致密度及性能。探討了 SiCp加入對(duì)SiCp/A357復(fù)合材料半固態(tài)熔體表觀粘度的影響。最后采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法研究了 SiCp/A357復(fù)合材料流動(dòng)時(shí)SiCp的分布規(guī)律和復(fù)合材料鑄造時(shí)的流動(dòng)充型行為。獲得主要研究結(jié)果如下:(1)用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)方法研究了用于大體積復(fù)合材料攪拌的攪拌器結(jié)...
【文章來(lái)源】:北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:167 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
PAMC:的主要制備方法
壓力浸滲法(Pressure?Infi虹ation)是將烙體浸滲與壓力鑄造相結(jié)合,使??液態(tài)金屬在壓力作用下浸滲到增強(qiáng)體預(yù)制件內(nèi),并保持在較高壓力下凝固成??型。圖1-6為其示意圖[42]。該方法優(yōu)點(diǎn)有:①工藝流程簡(jiǎn)單,生產(chǎn)效率高,??可制備與最終產(chǎn)品形狀相同或相近的制件;②通過(guò)合理的増強(qiáng)體預(yù)制件制備??技術(shù)可實(shí)現(xiàn)基體中增強(qiáng)體的均勻分布;③能制備高體積分?jǐn)?shù)(可達(dá)50vol.%)??的PAMCs,且可選擇多種増強(qiáng)體及侶合金基體。其缺點(diǎn)有:增強(qiáng)體預(yù)制件??制備難度較大,浸滲工藝參數(shù)不易控制,且預(yù)制件在高壓作用下易變形;液??態(tài)金屬易與增強(qiáng)體發(fā)生界面反應(yīng),生成有害界面產(chǎn)物;難W制備大尺寸復(fù)雜??形狀的PAMCs等。目前,該工藝一般用于制備高體分PAMCs。??耿林等用壓力浸滲法制備了(W〇3+A1isB4〇33)/A1、(Ali8B4〇33+BaPb〇3)/Al??福射防護(hù)金屬基復(fù)合材料[43’W,并深入分析了其工藝、復(fù)合材料組織及性能。??Lee等[巧發(fā)現(xiàn)通過(guò)控制壓力浸滲鑄造工藝參數(shù),可制備無(wú)殘余氣孔、無(wú)A1??-7-??
法??法的原理是在金屬基體中加入可W反應(yīng)生成預(yù)期增一定溫度下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在基體中生成細(xì)小彌散PAMCs。其常用方法有自蔓延高溫合成法、氣液法、混合鹽反應(yīng)法等。原位反應(yīng)過(guò)程的相變、再結(jié)亞微米級(jí)甚至近納米級(jí)增強(qiáng)相顆粒的形成,得到的通過(guò)調(diào)整其工藝參數(shù),可控制所得復(fù)合材料的顯微強(qiáng)體熱力學(xué)穩(wěn)定性高,界面潔凈且結(jié)合強(qiáng)度高;②③減少了增強(qiáng)體預(yù)處理等中間程序,簡(jiǎn)化了工藝。系較少,工藝過(guò)程要求很?chē)?yán)格、難控制,增強(qiáng)體的原位自生法是未來(lái)制備PAMCs的重要方向之一,強(qiáng)體的形成機(jī)制及強(qiáng)化機(jī)理。??s?的應(yīng)用??
本文編號(hào):3000047
【文章來(lái)源】:北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:167 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
PAMC:的主要制備方法
壓力浸滲法(Pressure?Infi虹ation)是將烙體浸滲與壓力鑄造相結(jié)合,使??液態(tài)金屬在壓力作用下浸滲到增強(qiáng)體預(yù)制件內(nèi),并保持在較高壓力下凝固成??型。圖1-6為其示意圖[42]。該方法優(yōu)點(diǎn)有:①工藝流程簡(jiǎn)單,生產(chǎn)效率高,??可制備與最終產(chǎn)品形狀相同或相近的制件;②通過(guò)合理的増強(qiáng)體預(yù)制件制備??技術(shù)可實(shí)現(xiàn)基體中增強(qiáng)體的均勻分布;③能制備高體積分?jǐn)?shù)(可達(dá)50vol.%)??的PAMCs,且可選擇多種増強(qiáng)體及侶合金基體。其缺點(diǎn)有:增強(qiáng)體預(yù)制件??制備難度較大,浸滲工藝參數(shù)不易控制,且預(yù)制件在高壓作用下易變形;液??態(tài)金屬易與增強(qiáng)體發(fā)生界面反應(yīng),生成有害界面產(chǎn)物;難W制備大尺寸復(fù)雜??形狀的PAMCs等。目前,該工藝一般用于制備高體分PAMCs。??耿林等用壓力浸滲法制備了(W〇3+A1isB4〇33)/A1、(Ali8B4〇33+BaPb〇3)/Al??福射防護(hù)金屬基復(fù)合材料[43’W,并深入分析了其工藝、復(fù)合材料組織及性能。??Lee等[巧發(fā)現(xiàn)通過(guò)控制壓力浸滲鑄造工藝參數(shù),可制備無(wú)殘余氣孔、無(wú)A1??-7-??
法??法的原理是在金屬基體中加入可W反應(yīng)生成預(yù)期增一定溫度下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在基體中生成細(xì)小彌散PAMCs。其常用方法有自蔓延高溫合成法、氣液法、混合鹽反應(yīng)法等。原位反應(yīng)過(guò)程的相變、再結(jié)亞微米級(jí)甚至近納米級(jí)增強(qiáng)相顆粒的形成,得到的通過(guò)調(diào)整其工藝參數(shù),可控制所得復(fù)合材料的顯微強(qiáng)體熱力學(xué)穩(wěn)定性高,界面潔凈且結(jié)合強(qiáng)度高;②③減少了增強(qiáng)體預(yù)處理等中間程序,簡(jiǎn)化了工藝。系較少,工藝過(guò)程要求很?chē)?yán)格、難控制,增強(qiáng)體的原位自生法是未來(lái)制備PAMCs的重要方向之一,強(qiáng)體的形成機(jī)制及強(qiáng)化機(jī)理。??s?的應(yīng)用??
本文編號(hào):3000047
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