大尺寸多层喷射沉积6066Al/SiC_p/Gr复合材料管坯的制备

采用多层喷射沉积技术与双喷嘴雾化系统制备了外径为 6 5 0mm ,内径为 30 0mm ,长为 80 0mm的大尺寸6 0 6 6Al/SiCp/Gr颗粒增强复合材料管坯 ,并成功挤压外径为 35 0mm ,内径为 2 5 0mm的管材 .在大尺寸管坯制备工艺中 ,喷射距离较短 ,金属液流率较大 ,以保证喷射流具有较高液相比例 ,与固相沉积坯表面结合良好 ,避免层间开裂 .与传统喷射沉积工艺相比 ,多层喷射沉积复合材料坯冷速较高 ,但致密度稍低 ,平均致密度约为 (88± 3) % .采用双环复合雾化器结构以粉包液的方式在雾化前加入增强颗粒 ,操作简单 ,影响工艺因素少 ,能实现增强颗粒的均匀连续加入 ,适用于大尺寸喷射沉积复合材料的连续制备 .分析了多层喷射沉积大型管坯制备工艺中有待解决的一些问题 ,为工业化制备大尺寸喷射沉积复合材料奠定了实验基础     

喷射沉积6066Al/SiC_p复合材料

采用多层喷射沉积技术制备了6066Al/SiC_p板材和锭材,研究了轧制、挤压工艺和热处理制度对该材料组织和力学性能的影响。研究结果表明,SiC颗粒在基体中分布均匀,结合良好,界面无明显反应区;轧制和挤压是对喷射沉积材料有效的致密化工艺并能改善SiC颗粒在基体中的存在状态;材料在T6态获得拉伸强度为640MPa,屈服强度为580MPa,弹性模量为133GPs,延伸率为9.4％的优良力学性能。     

可编程控制器在多层喷射沉积制备管坯工艺中的应用

多层喷射沉积是一种新型的喷射沉积工艺 .对制备大厚壁管有着其优越性 ,但存在着开头难以保证的缺点 .作者分析了开头难以保证所形成的原因 .介绍了QA2 2 1 2系列可编程控制器在解决多层喷射沉积管坯形状问题中的应用 ,可更加有效地控制管坯的形状     

循环压制对喷射沉积7075/SiCp致密化的影响

采用循环压制工艺对多层喷射沉积大尺寸7075/SiCp复合材料(高度H>140mm)进行了致密化加工.研究了循环压制工艺对复合材料沉积坯和挤压坯密度及显微组织的影响规律,测试了复合材料的力学性能.结果表明,循环压制过程中在大的静水压力和剪切应力的共同作用下,复合材料中大部分孔洞逐渐被拉长闭合,致密化效果良好.沉积坯多次循环压制后,SiC颗粒取向平行于基体金属流动方向.挤压坯二道次压制后SiC颗粒破碎明显,分布得到改善,强度可以达到600 MPa以上.     

SiC_p/Al复合材料的制备与组织研究

重点探讨了一种制备 Si C颗粒增强铝基复合材料的新的工艺方法 ,即粉末预制块重熔稀释法。利用普通设备 ,探索了制备工艺过程 ,分析了金相组织。同时与粉末冶金法制备的组织作了比较。结果表明 ,采用粉末预制块重熔稀释、铝液中加活性元素 (Mg)、适当提高铝液温度和机械搅拌等方法有效地改善了 Si C颗粒与铝基体的润湿性 ,制备了较为满意的 Si Cp/ Al复合材料。     

坩埚移动式喷射共沉积制取铝基复合材料的技术

提出了坩埚移动式喷射共沉积制备铝基SiC颗粒增强复合材料的装置和方法,并与传统的喷射共沉积装置进行了比较.在SiC颗粒增强相加入方法中,新工艺采用了双环缝复合雾化器和螺杆给料负压引流输送装置,解决了大尺寸、高SiC体积百分比复合材料坯制备技术问题.通过上述装置已经制备出Φ800×1000mm,SiC含量为20wt%,重达1t的铝基复合材料.经后续挤压、锻造加工,制备出了性能优异的6000Al/SiCp,FV0812Al/SiCp,7075Al/SiCp的大尺寸复合材料.讨论了喷射共沉积过程中金属液体对SiC颗粒的捕获机理、喷射共沉积过程中的传热与凝固特征,分析了SiC颗粒的加入对金属液粒凝固的影响.     

多层喷射沉积的传热凝固规律研究

在传统的喷射沉积工艺理论研究的基础上,研究了多层喷射沉积工艺中雾化与沉积阶段特有的传热凝固规律.由于多层喷射沉积的凝固特征为液相分数很高的雾化颗粒流在固态的沉积表面高速碰撞铺展成薄层,粘结和急冷凝固有机结合,使得多层喷射沉积坯的冷却速度不仅远大于传统喷射沉积坯的冷却速度,而且大于气体雾化粉末颗粒的冷速.文章采用GrantP.S理论对多层喷射沉积坯进行了热流分析.根据公式进行传热计算,得出了多层喷射沉积坯的冷却速度为1.3×104～1.2×106K/s.另外,根据铝合金沉积坯二次枝晶臂间距与冷却速度关系,得出枝晶臂间距为0.6μm,对应冷却速度为5×105K/s.同时坯料的显微组织特征支持了传热计算结果.     

SiC颗粒表面处理对6066 Al基复合材料力学性能的影响

分别对SiC颗粒进行高温氧化、酸洗和高温氧化后再酸洗等表面处理，采用粉末冶金工艺制备了SiC颗粒增强的6066Al基复合材料。金相显微照片、扫描电镜照片和室温拉伸性能分析结果表明：采用氧化和酸洗表面处理工艺能使SiC颗粒产生明显钝化，且随着氧化时间的延长，钝化效果提高，SiC颗粒分布更均匀；随着氧化时间的延长，复合材料的抗拉强度σb和断裂韧性K1C提高，且酸洗态的性能优于相应氧化态的性能；6066Al基复合材料的力学性能除与SiC颗粒分布的均匀程度有关外，还与颗粒的形状以及复合材料的界面状况有关。     

多层喷射沉积技术中的轨迹分析

提出了多层喷射沉积在板坯和管坯方面雾化液滴沉积到接收器表面的轨迹方程，分析了各工艺参数对轨迹的影响．结果表明，各参数中ωｙ／ωｘ对轨迹分布的均匀性影响最大．当ωｙ与ωｘ之比成整数时，多层喷射沉积工艺的第二层就开始沿着第一层轨迹线重喷；但随着ωｙ／ωｘ值越大，单层轨迹越复杂；ωｙ／ωｘ值偏离倍数关系时，多层喷射沉积轨迹分布趋向均匀．     

喷射沉积金属基颗粒复合材料的研究

对喷射沉积金属基颗粒复合材料的工艺过程及其主要影响因素进行了分析,对制得的复合材料进行了结构观察和性能试验,对喷射沉积凝固特点进行了讨论。试验结果表明,采用该工艺制取金属基颗粒复合材料,能够克服传统方法的某些不足,增强颗粒在基体中呈弥散分布,无凝固偏析。与基体合金比较,复合材料硬度有较大提高,且具有优良的耐磨性。     

多层喷射沉积制备Al-Fe-V-Si合金管坯

为开发制备高性能Al Fe V Si耐热铝合金的新型工艺 ,研究了用多层喷射沉积制备该合金管坯的规律 ,探讨了熔体温度、雾化气压、喷射高度等工艺参数对管坯组织结构的影响 .研究结果表明 ,通过工艺优化可以制备性能优异的耐热铝合金管坯 .挤压加工后的性能为 :在 2 5℃ ,σb =44 9MPa ,δ =7.6 % ;在 35 0℃ ,σb =1 85MPa ,δ =6 .0 % .这与用粉末冶金方法制备的相近 ,且明显高于用传统喷射沉积工艺制备的该材料性能 .     

A study of interparticulate strain in a hot-extruded SiCp/2014 Al composite

We report a correlative study of strain distribution and grain structure in the Al matrix of a hot-extruded SiC particulate-reinforced Al composite (SiC_p/2014 Al). Finite element method (FEM) simulation and microstructure characterization indicate that the grain structure of the Al matrix is affected by the interparticulate strain distribution in the matrix during the process. Both electron-backscattered diffraction (EBSD) and selected-area electron diffraction (SAED) indicated localized misorientation in the Al matrix after hot extrusion. Scanning transmission electron microscopy (STEM) revealed fine and recrystallized grains adjacent to the SiC particulate and elongated grains between the particulates. This result is explained in terms of recrystallization under an interparticulate strain distribution during the hot extrusion process.     

热处理对SiCp/Al 2124复合材料显微组织与耐蚀性的影响

为提高SiC颗粒增强铝基复合材料Al2124的耐蚀性,采用X射线衍射、扫描电镜和电化学测试等手段,研究了3种热处理工艺（T1,T4和T6）对复合材料中第二相化合物的析出状况以及该材料在NaCl水溶液中的腐蚀行为的影响。结果表明,在T1状态下,铝合金基体内及SiCp/铝合金界面上析出大量以CuAl     

SiCp/6066Al复合材料的制备工艺研究

重点探讨了一种制备SiCp／6066Al复合材料的新工艺，即高能球磨法与粉末冶金技术相结合，采用低温长时分段式烧结和低温快速热挤压工艺成功制备了高性能的10%SiCp／6066Al复合材料．研究了材料的微观组织结构和力学性能．材料的平均屈服强度、抗拉强度、延伸率与工艺相同但采用高温短时烧结相比，分别提高了82％，65％和300％．采用高能球磨法混料和低温快速热挤压工艺相结合，是实现增强体颗粒均匀分布的最有效方法。     

多层喷射沉积过共晶Al-Si-Cu-Mg合金的微观组织及力学性能

多层喷射沉积技术具有冷速快、工艺简单、氧化程度低、制备的材料组织细小且分布均匀等特点．而使高硅铝合金充分发挥实用价值的关键是细化初晶硅．作者用多层喷射沉积技术制备了过共晶Al-Si-Cu-Mg合金,并与传统的铸态冶金制备的相同化学成分的合金进行了比较．对合金的沉积坯、热挤压处理后的微观组织进行了观察与分析．结果表明,多层喷射沉积合金的初晶硅大小只有25μm左右．并对合金的拉伸性能、扫描断口进行了测试与观察,提出了合金的强化与断裂机制．     

准脆性SiC_p/Al复合材料SHPB实验中入射波整形技术

针对陶瓷体积分数为50%的准脆性SiCp/Al复合材料恒应变率动态压缩实验,研究了入射波整形原则和理想入射波设计方法.结果表明:采用原始透射波和修正后反射波叠加设计的新入射波,通过控制整形器尺寸和子弹初速获得了理想的入射波,实现对准脆性复合材料的恒应变率加载;以测试材料力学特性为基础设计的整形器,可调整入射波形使之与透射波具有相同形状.针对准脆性SiCp/Al复合材料,SHPB实验中应变率只取决于入射波的幅值,而与整形后的入射波加载率关系不大,入射波中平台段实现试样的恒应变率变形;入射波形设计成梯形波,使之与SiCp/Al复合材料的透射波波形相似,实现了对复合材料的恒应变率加载.     

SiC/Al电子封装材料的制备工艺研究

对用无压浸渗法制备高体积分数的SiC／Al复合材料的浸渗过程进行了分析。结果表明：温度在900～1100℃之间变化时，随着温度的升高浸渗深度增加；充分的浸渗时间可提高界面的润湿性，促使铝合金液顺利浸渗；Mg量为10%时浸渗能顺利进行；N2作为保护气氛，不但可以防止氧化，而且可以促进铝合金液对SiC颗粒的浸渗。     

SiCp/Al切削表面层力学物理性能研究

通过切削试验研究,从宏观和微观的角度探讨了SiCp/Al材料本身微观组织结构,切削力,切削温度等因素对已加工表面层硬度和表面残余应力的影响.试验结果表明已加工表面层硬度和残余应力是各种因素叠加作用的结果,最高硬度值出现在次表层,切削温度升高使表面具有拉应力和加工软化的倾向增大,表面层塑性变形增大使表面残余压应力和加工硬化的倾向增大.