本文關(guān)鍵詞：噴射沉積連續(xù)擠壓Al-20Si合金組織與性能研究

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【摘要】：過(guò)共晶鋁硅合金具有很多優(yōu)點(diǎn),比如較低的密度、良好的熱穩(wěn)定性和優(yōu)異的耐磨性等,可作為汽車行業(yè)和電子封裝行業(yè)的理想材料,且隨硅含量的增加,過(guò)共晶鋁硅合金在耐磨性和物理性能上的優(yōu)勢(shì)更加明顯,但同時(shí)其力學(xué)性能降低、加工性能變差的缺點(diǎn)也變得尤為突出,極大地限制了過(guò)共晶鋁硅合金的普及與應(yīng)用。噴射沉積連續(xù)擠壓技術(shù)作為一項(xiàng)新興的金屬材料成形技術(shù),在減少組織偏析、細(xì)化晶粒和解決難成形合金材料等方面具有巨大優(yōu)勢(shì)。本文利用實(shí)驗(yàn)室自行研制的噴射沉積連續(xù)擠壓設(shè)備,對(duì)Al-20Si合金進(jìn)行了以下試驗(yàn)。(1)使用定制的鑄態(tài)Al-20Si作為試驗(yàn)材料,分別在450℃和650℃溫度條件下對(duì)加熱軟化后的Al-20Si合金進(jìn)行連續(xù)擠壓試驗(yàn),結(jié)果表明：由于鑄態(tài)Al-20Si合金中粗大的初晶硅對(duì)基體產(chǎn)生了極大的變形抗力,合金在擠壓過(guò)程中出現(xiàn)斷裂和模腔充填不滿的情況,證明對(duì)于鑄態(tài)Al-20Si合金在不經(jīng)過(guò)初晶硅細(xì)化預(yù)處理情況下,難以實(shí)現(xiàn)直接的連續(xù)擠壓成型。(2)采用自制的噴射沉積連續(xù)擠壓設(shè)備,在多種過(guò)熱度條件下完成了Al-20Si合金的噴射沉積連續(xù)擠壓試驗(yàn),獲得了φ8mm的鋁合金桿件制品,分別對(duì)其顯微組織、致密度、力學(xué)性能及其摩擦磨損性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明：噴射沉積連續(xù)擠壓法可有效抑制初生硅的形核和生長(zhǎng),且隨過(guò)熱度的增加噴射沉積連續(xù)擠壓Al-20Si合金的致密度同步增加,初生硅的尺寸不斷減小且分布更加均勻,制備出鋁硅合金中初生硅的尺寸約3～8μm,合金的力學(xué)性能也隨過(guò)熱度的增加而得到改善,其抗拉強(qiáng)度最大可達(dá)204MPa,斷后延伸率最大可達(dá)7.2%,其耐磨性能相較鑄態(tài)合金可提高2倍左右。(3)采用自制的噴射沉積連續(xù)擠壓設(shè)備,在多種擠壓比條件下完成了Al-20Si鋁合金的噴射沉積連續(xù)擠壓試驗(yàn),分別對(duì)制品的顯微組織、致密度和力學(xué)性能進(jìn)行分析,結(jié)果表明：擠壓比的增大可有效提高合金致密度,同時(shí)減小初晶硅的晶粒尺寸,且隨擠壓比的增大,鋁硅合金的極限抗拉強(qiáng)度逐漸增大,擠壓比為20時(shí),極限抗拉強(qiáng)度最大可達(dá)213.7MPa。斷后延伸率在擠壓比為10時(shí)達(dá)到最大值(15.8%)。(4)分析和總結(jié)了噴射沉積連續(xù)擠壓試驗(yàn)中常見的工藝失效模式,包括擠壓摩擦力供應(yīng)不足、堵頭變形與斷裂、壓實(shí)輪的負(fù)面效應(yīng)、模腔溢料等。同時(shí),對(duì)噴射沉積連續(xù)擠壓制品的缺陷成因,包括麻面、刮痕、起皮及裂口做等做出分析,并提供經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證后的有效改進(jìn)措施。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG379;TG146.21

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本文編號(hào)：1220990