微耕機是西南丘陵山地常用的耕作機器,但是由于我國設施農業(yè)水平較低,土地平整度較差,在耕作過程中,微耕機的內燃機常出現各種問題。尤其是微耕機常用的單缸風冷柴油機,由于散熱性較差、動力輸出變化大,常出現拉缸、過度磨損、燒機油、冒黑煙等現象,嚴重制約了微耕機的使用效率。針對微耕機單缸柴油機的這些問題,本研究擬探索一種新型、輕量化、高耐磨、高導熱、與其缸體匹配良好的氣缸套材料及制備方法。該氣缸套以成本相對低廉的過共晶Al-Si合金為原材料,以工藝參數易于控制的電磁離心鑄造制備成形。利用電磁離心復合力場的分離、細化功能,將初晶Si顆粒偏聚在氣缸套的內層或外層區(qū)域,形成初晶Si顆粒局部具有高體積分數、細化并均勻分布的梯度復合材料氣缸套。利用初晶Si顆粒的高硬度、高耐磨特性以及鋁合金高導熱的特點,提高氣缸套的耐磨性及散熱性,改善單缸風冷柴油機的性能。為此,論文主要開展了如下研究與工作:(1)單一初晶Si顆粒增強的鋁梯度復合材料的研究。本部分是以Al-19Si高硅鋁合金為試驗對象,在原單一離心鑄造的基礎上添加電磁場開展研究。研究發(fā)現,施加電磁場后,隨磁場強度的增大,初晶Si顆粒得到明顯的細化,其平均粒...

【文章頁數】：102 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1.文獻綜述
    1.1 微耕機內燃機的發(fā)展現狀
    1.2 高硅鋁合金的特性
    1.3 氣缸套的發(fā)展及國內外現狀
        1.3.1 氣缸套材料與工藝發(fā)展現狀
        1.3.2 鋁硅合金氣缸套的國內外現狀
    1.4 離心鑄造氣缸套梯度材料的原理及發(fā)展
        1.4.1 離心鑄造
        1.4.2 電磁離心鑄造
2.緒論
    2.1 試驗研究目的及意義
        2.1.1 研究目的
        2.1.2 研究的意義
    2.2 研究內容
    2.3 研究路線
3.試驗研究設備及制樣方法
    3.1 試驗設備
        3.1.1 熔煉及澆注設備
        3.1.2 電磁離心成型設備
        3.1.3 組織觀察設備
        3.1.4 硬度、摩擦磨損和拉伸設備
    3.2 組織觀察試樣制備
        3.2.1 宏觀試樣制備
        3.2.2 微觀組織試樣制備
    3.3 力學性能試樣制備
        3.3.1 硬度試樣制備測試方法
        3.3.2 摩擦磨損試樣制備測試方法
        3.3.3 拉伸試樣制備測試方法
4.單獨初晶Si顆粒增強的鋁梯度材料研究
    4.1 試樣制備
        4.1.1 試驗材料
        4.1.2 工藝流程
        4.1.3 試驗參數控制
    4.2 試樣宏觀形貌
    4.3 微觀組織特征
        4.3.1 磁場對初晶Si顆粒的細化
        4.3.2 磁場對α-Al枝晶的影響
        4.3.3 初晶顆粒的大小變化
    4.4 初晶Si、α-Al細化分析
    4.5 本章小結
5.初晶Si、Mg2Si顆粒內層增強的鋁梯度材料研究
    5.1 試樣制備
        5.1.1 試驗材料
        5.1.2 工藝流程
        5.1.3 試驗參數控制
    5.2 試樣宏觀形貌
    5.3 微觀組織特征
        5.3.1 初晶顆粒分布特征
        5.3.2 磁場對組織形貌的影響
        5.3.3 轉速對組織形貌的影響
    5.4 初晶Si、Mg2Si運動成形分析
    5.5 宏觀缺陷分析
    5.6 本章小結
6.初晶Si、NiAl3 顆粒外層增強的鋁梯度材料研究
    6.1 試樣制備
        6.1.1 Al-Si-Ni合金成分選擇
        6.1.2 試驗材料
        6.1.3 工藝流程
        6.1.4 試驗參數控制
    6.2 宏觀組織形貌
    6.3 微觀組織特征
        6.3.1 初晶顆粒的細化效果
        6.3.2 初晶顆粒的演變特征
        6.3.3 轉速對初晶顆粒分布的影響
    6.4 初晶顆粒的分離、細化分析
        6.4.1 初晶顆粒的分離
        6.4.2 初晶顆粒的細化
    6.5 本章小結
7.Al-15Si-6Ni合金氣缸套毛坯的力學性能研究
    7.1 硬度測試與分析
        7.1.1 顯微硬度測試
        7.1.2 宏觀硬度測試
        7.1.3 硬度對比分析
    7.2 摩擦磨損性能測試與分析
        7.2.1 載荷對摩擦磨損的影響
        7.2.2 不同材料的摩擦磨損結果
        7.2.3 摩擦系數的變化
        7.2.4 磨損量的變化趨勢
        7.2.5 摩損形貌觀察
        7.2.6 磨損方式的探討
    7.3 拉伸測試與分析
        7.3.1 試驗結果分析
        7.3.2 拉伸斷口形貌
        7.3.3 拉伸斷裂方式的探討
    7.4 本章小結
8.總結
    8.1 結論
    8.2 展望
參考文獻
致謝
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本文編號：3763333