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文檔簡介
關(guān)于碳化硅鋁基復(fù)合材料目錄1、生產(chǎn)背景2、結(jié)構(gòu)組織
3、制造工藝4、運(yùn)用壓力鑄造工藝液態(tài)攪拌鑄造法噴射共沉淀法粉末冶金法壓力浸滲工藝第2頁,共18頁,2024年2月25日,星期天
生產(chǎn)背景
密度:為鋼的1/3強(qiáng)度:比純鋁和中碳鋼都高具有:較高的耐磨性SiC鋁基體復(fù)合材料高韌性高塑性高模量高硬度第3頁,共18頁,2024年2月25日,星期天
結(jié)構(gòu)組織
SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料碳化硅顆粒狀的鋁第4頁,共18頁,2024年2月25日,星期天
結(jié)構(gòu)組織
SiC石英砂石油焦(或煤焦)木屑高溫冶煉第5頁,共18頁,2024年2月25日,星期天制造工藝壓力鑄造法:顆粒預(yù)制塊的制備和液態(tài)鋁合金在一定壓力下滲入預(yù)制塊中兩部分。
第6頁,共18頁,2024年2月25日,星期天制造工藝
粉末冶金法:第7頁,共18頁,2024年2月25日,星期天制造工藝
粉末冶金法是最早用來制造鋁基復(fù)合的方法,是一種比較成熟的工藝方法。
優(yōu)點(diǎn):
可將增強(qiáng)物顆粒和鋁合金粉按任意比例混合,而且混合均勻性好,不會出現(xiàn)偏析和偏聚,制備的復(fù)合材料機(jī)械性能較高。
缺點(diǎn):
粉末冶金法制造工藝及裝備復(fù)雜,生產(chǎn)成本高。第8頁,共18頁,2024年2月25日,星期天
噴射共沉淀法
制造工藝第9頁,共18頁,2024年2月25日,星期天制造工藝優(yōu)點(diǎn):增強(qiáng)顆粒分布均勻沒有嚴(yán)重的界面反應(yīng)基體組織有快速凝固特征呈細(xì)小等軸晶形態(tài)等優(yōu)點(diǎn)且產(chǎn)率高易于制備大件。第10頁,共18頁,2024年2月25日,星期天
壓力浸滲工藝
原理:壓力浸滲工藝是先將增強(qiáng)體制成預(yù)制件,再將預(yù)制件放入模具后,以惰性氣體或機(jī)械裝置為壓力媒體將鋁液壓入預(yù)制件的間隙,凝固后即形成復(fù)合材料。
優(yōu)點(diǎn):這種工藝簡單,但預(yù)制件中的氣體不易在凝固前排出而造成氣孔與疏松,同時預(yù)制件也易產(chǎn)生變形和偏移。
制造工藝第11頁,共18頁,2024年2月25日,星期天
壓力浸滲工藝圖:
制造工藝第12頁,共18頁,2024年2月25日,星期天
液態(tài)攪拌鑄造法
基本原理:將SiC顆粒增強(qiáng)物直接加入到熔融的鋁合金中,通過一定方式的攪拌使顆粒均勻地分散在基體熔體中,復(fù)合成顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。復(fù)合好的熔體可澆鑄成錠坯、鑄件等使用。優(yōu)點(diǎn):工藝簡單、生產(chǎn)效率高、制造成本低廉。復(fù)合好的鑄錠經(jīng)重熔后,可精密壓成各種型材、管材、棒材等。是目前最成熟、最具競爭力、也是工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)鋁基復(fù)合材料的最主要的方法。
制造工藝第13頁,共18頁,2024年2月25日,星期天應(yīng)用
在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用
美國的Duralcan研制出用SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料制造汽車制動盤,用其代替?zhèn)鹘y(tǒng)鑄鐵制動盤,使其重量減輕了60%~40%,而且提高了耐磨性能,噪音明顯減小,摩擦散熱快;同時該公司還用SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料制造了汽車發(fā)動機(jī)活塞和齒輪箱等汽車零部件,這種汽車活塞比鋁合金活塞具有較高的耐磨性、良好的耐高溫性能和抗咬合性能,同時熱膨脹系數(shù)更小,導(dǎo)熱性更好。
第14頁,共18頁,2024年2月25日,星期天在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用Cercast公司采用熔模鑄造工藝研制成A357SiC20%Vol+復(fù)合材料,用該材料代替鈦合金制造直徑達(dá)180mm、重17.3kg的飛機(jī)攝相鏡方向架,使其成本和重量明顯降低,同時該復(fù)合材料還可用來制造衛(wèi)星反動輪和方向架的支撐架。
美國DWA公司用/6061SiC25%p鋁基復(fù)合材料代替7075制造航空結(jié)構(gòu)的導(dǎo)槽、角材,使其密度下降了17%,模量提高了65%。
應(yīng)用第15頁,共18頁,2024年2月25日,星期天
鑄造SiC顆粒增強(qiáng)A356和A357復(fù)合材料可以制造飛機(jī)液壓管、直升機(jī)的起落架和閥體等應(yīng)用第16頁,共18頁,2024年2月25日,星期天在精密儀器和光學(xué)儀器的應(yīng)用研究方面,
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