导　　师： 曾美琴

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 随着现代机械向着高速、高载和无铅环保的方向发展,开发兼具优异力学性能和摩擦学性能的Al-Sn轴承合金成为研究热点。要想实现Al-Sn合金的高性能,关键是要控制组织中的Sn相细小且弥散分布在Al基体中。采用机械合金化法(MA)制备的Al-Sn合金具有纳米相复合结构。但是,该法制备的Al-Sn合金粉末硬度较高,并且其表面会形成一层稳定的Al氧化膜,抑制原子间的扩散。因此,将MA合金粉末采用简单的“压制+烧结”工艺很难将其致密化,进而难以实现合金的高性能。研究发现,添加Si能有效提高MA Al-Sn粉末的烧结活性,促进冶金结合。因此,本研究将首先探索Si对MA Al-Sn合金组织及性能的影响。接着,为进一步提高合金的综合性能,对“压制+烧结”后的Al-Sn-Si合金进行“冷轧+退火”处理,由此获得具有双尺度结构的合金。通过对该合金组织、力学性能以及摩擦学性能的分析,得到最佳的成型工艺。最后,为进一步控制Sn相的形态及尺寸,本研究还采用反应球磨法来制备纳米相复合Al-Sn合金,以探索获得Sn相细小弥散分布的新工艺。首先,将等离子球磨预处理后的Si粉与Al、Sn粉混合球磨得到MA Al-12%Sn-2.5%Si粉末,然后经“压制+600℃烧结”得到合金块体。结果表明:相比于普通球磨预处理Si,等离子球磨Si对MA Al-12%Sn合金的性能具有更好的改进作用,合金块体经一次烧结后,其致密度约为97%,抗拉强度高达167MPa,并且合金的塑性也得到明显改善。其次,将“压制+600℃烧结”工艺所获得的Al-12%Sn-2.5%Si合金进行大塑性变形冷轧。结果表明:随着变形量的增加,合金的致密度、硬度和强度均得到显著提高。其中当变形量为40%时,合金已接近全致密(致密度约为99.5%),并且还表现出最高的硬度和强度,分别为87HV和247MPa。而当变形量大于50%时,合金因塑性变形能力不足而发生破裂。再次,对40%变形量�

关 键 词： 合金 双尺度结构 等离子球磨 反应球磨

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