导　　师： 赵海东

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 颗粒增强铝基复合材料(Particle reinforced aluminum matrix composites,PAMCs)具有比强度比刚度高、导电导热性好、耐磨及尺寸稳定性高等优点,满足了汽车零部件轻量化及对材料特殊性能的要求,同时在航空航天、机械及电子等领域也得到了重要的应用。但是,由于增强颗粒与Al液润湿性较差,加入后容易与Al液反应产生大量有害界面反应物,严重降低了复合材料性能,其高品质和规模化制备尚急需改进;此外,由于PAMCs硬度和强度较高,二次加工难度较大,需要实现PAMCs的高效、精确成形。压铸是当前铝、镁合金精确铸造成型的主要工艺,但是国内外关于PAMCs压铸成形的研究及报道较少。本文研究了搅拌制备工艺对PAMCs组织与性能的影响规律,研制了PAMCs规模化制备装置,在此基础上完成了PAMCs压铸成形实验,分析了工艺参数、颗粒种类与基体合金对压铸PAMCs组织与性能的影响;对PAMCs成形理论发展有着重要作用,并可为PAMCs推广应用奠定技术基础。本文分别采用液态和半固态搅拌铸造法制备了Al/A356-B4C复合材料,研究了两种搅拌制备工艺及Ti元素对增强颗粒分布、颗粒与基体界面反应及力学性能的影响;采用半固态法分别制备了A356/6061-SiC复合材料,研究了熔体固相率对SiC颗粒分布的影响,及Ti元素对颗粒与基体界面反应的影响,对比分析了两种复合材料的力学性能。研究发现,添加Ti元素可防止B4C颗粒与Al基体发生严重的界面反应,形成连续而致密的TiB2细晶层,提高了界面强度;在半固态搅拌制备过程中,增大熔体固相率可提高增强颗粒的数量及分布均匀程度。研制了压铸机前PAMCs规模化搅拌制备装置,设计和制作出了PAMCs压铸实验模具;开展了不同工艺(浇注温度、辅助真空、增压压力)下A356-B4C复合材料压铸成形实验,研究了工艺参数对A356-B4C复合材料压铸成型能力的影响;建立了PAMCs�

关 键 词： 颗粒增强复合材料 搅拌铸造法 压铸 微观组织 拉伸性能 数值模拟

领　　域： []