大尺寸喷射沉积al20％sisicp环件楔压致密化工艺的研究

《大尺寸喷射沉积al20％sisicp环件楔压致密化工艺的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、湖南大学硕士学位论文大尺寸喷射沉积Al-20%Si/SiCP环件楔压致密化工艺的研究姓名：刘鹏飞申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：陈刚20060325硕士学位论文摘要大型金属基复合材料环件在军工、航天、汽车、火车等工业领域有广泛的用途，目前制备高性能的大型环件已成为材料加工成型学科很重要的一个课题。喷射沉积技术作为一种制备先进材料的新技术，已经被广泛用来制备高性能合金和金属基复合材料。然而喷射沉积材料通常存在一定量的孔隙，颗粒表面存在一定厚度的氧化膜，颗粒之间未能完全达到良好的冶金结合状态，因此需要进行后续致密化才能获得理

2、想的组织和性能。本文采用一种新型致密化工艺—楔压工艺—对喷射沉积Al-20%Si/SiCP大环进行了致密化加工，采用密度硬度分布、抗拉强度变化和检测显微组织变化的实验研究方法对其致密化效果及该工艺规律进行了研究，通过研究表明了楔压工艺可以成功地用来致密化喷射沉积多孔材料，该工艺有效地提高了喷射沉积大环件的致密度和抗拉强度并改善了组织。楔压工艺设备简单、投资小且工艺灵活可控性强,该工艺可以实现多层喷射沉积颗粒增强金属基复合材料大环件的低成本工业化生产。本论文的主要研究内容和研究结论如下：(1)对单、双向楔压工艺加工厚度较小的喷射沉积Al

3、-20%Si/SiCP复合材料环件的致密化效果以及致密化加工后环件的摩擦性能进行了研究。单向楔压后，距离压力加工面近的区域其孔洞闭合良好，平均密度接近理论密度，硬度较高，断裂特征较之远离加工面的区域表现为较明显的延性断裂特征。靠近压力加工面部位，硬度较沉积坯提高了45%，拉伸强度较沉积坯提高了40%。双向楔压后孔洞闭合、密度硬度分布都比较均匀。单向楔压后，用压力加工面作为摩擦面，Al-20%Si/SiCP复合材料的摩擦磨损性能得到大幅度提高，尤其磨损量为楔压前的13%。双向楔压后，复合材料环坯的摩擦性能与单向楔压后的情况相近。(2)对

4、楔压压透深度规律进行了初步探索，同时对楔压过程参数（单道次压下量和楔压步进量）所要遵循的规律以及楔压工艺参数（压制方式、压下量和压制温度）对坯件性能的影响进行了研究。借鉴轧制压透深度理论，近似得出双向楔压压透深度结论，即压透深度l不超过2倍的楔压头与坯料接触长度L。楔压时步进量要小于楔形压头施压面水平部分的长度L0。单向楔压后，楔压坯的密度和硬度沿高度方向上呈单调变化趋势，双向楔压后，密度和硬度在压制方向上呈先减小后增大的变化特征，靠近两次楔压面部位的密度和硬度值基本表现出对称分布特征。在高温且不允许大横向变形的情况下楔压大压下量时环

5、坯的致密化效果要比小压下量时好。楔压温度不能过低也不能过高，实验表明楔压Al-20%Si/SiCP复合材料时楔压温度选在460-480℃是合适的。关键词：：：喷射沉积;铝基复合材料;环件;楔压;致密化I大尺寸喷射沉积Al-20%Si/SiCP环件楔压致密化工艺的研究ABSTRACTLarge-dimensionringsofmetalmatrixcompositehavebeenbroadlyusedinmanyfieldssuchaswarindustry、spaceflight、automobileandotherindustry

6、.Atpresent,preparingbigsizeringshasbeenanimportantsubjectofmaterialprocessingtechnologydomain.Asanadvancedmaterialpreparationtechnology,SprayDepositionhasbeenwidelyusedtoproducealloysandmetalmatrixcomposites.However,thespraydepositedpreformsusuallycontainmorethan10vol.%

7、porositythatisagreatdisadvantageforthemechanicalproperties.Inordertopreparefulldensityproductsofhighmechanicalperformance,theporouspreformsmustsufferdensificationprocess.Cyclicpressingisanewkindofdensificationprocessing,whichisintroducedtodensifyas-depositedringofAl-20%

8、Si/SiCP.Thispaperincludesthedensificationresultandruleofthistechnics.Theresearchshowsthatthistechnicscanbesucc