基于新sima法的alsi30合金半固态坯料制备试验研究

《基于新sima法的alsi30合金半固态坯料制备试验研究》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、基于新SIMA法的AISi30合金半固态坯料制备试验研究摘要A1Si30合金为典型的过共晶铝硅合金，具有比重小、耐磨性高、膨胀性低和铸造性能好等突出优点，被广泛应用于制造电子封装材料、汽车耐磨零部件等。传统的铸造成形和粉末冶金成形都存在着一定的缺陷，比如铸造成形组织中往往具有粗大的，板片状的初晶硅；传统粉末冶金压坯阶段往往变形不足，且很难实现近净成形，严重限制了该合金的进一步发展。传统的应变诱导熔体激活法(SIMA)包括热态挤压、冷变形和随后的半固态等温处理等工艺过程。而新SIMA法是将等通道转角挤压的大塑性变形工艺替代传统SIMA法中的冷、热塑性变形来制备半固态坯料

2、。本文主要是基于新SIMA法，对A1Si30合金半固态坯料的制备进行试验研究。首先，研究了等通道转角挤压阶段挤压温度、挤压路径对粉体挤压坯的显微组织和性能的影响。结果表明：经等通道转角挤压后，微观组织中，初晶硅被破碎、磨圆，显微硬度大幅度提高，累积了一定的变形能，为后续的半固态等温处理提供了良好的应变诱导条件。同时，分析了A1Si30合金粉末套管等通道转角挤压致密化及应变能的累积机理：等通道转角挤压过程中挤压坯的致密化及应变能的累积主要与单个粉末颗粒内部各相之间以及粉末颗粒之间的相互作用情况有关。其次，研究了等通道转角挤压温度、挤压路径以及半固态等温处理的保温温度、保

3、温时间对半固态组织演变的影响。结果表明：保温温度是初晶硅晶粒大小和圆整程度的主要影响因素；影响初晶硅晶粒大小的次要因素是保温时间；影响初晶硅圆整度的次要因素是等径角挤压的温度；试验的最佳工艺参数为：等径角挤压温度500℃，挤压路径A，保温温度605℃，保温时间55rain。同时，分析了过共晶A1Si30合金半固态组织的演变机理：过共晶A1Si30合金半固态组织的演变主要与两个过程有关，一个是低熔点基体中，硅的析出、合并、长大、粗化过程；另一个是初晶硅周围低熔点基体相中，硅颗粒向其偏聚所产生的粗化过程。两个过程同时进行，完成了半固态组织的演变过程。本文由AISi30合金

4、粉末经新SIMA法制备其半固态坯料。一方面克服了传统铸造中初晶硅粗大、成板片状结构的缺陷以及传统粉末冶金成形中，粉末固化阶段变形不足的缺陷：另一方面为A1Si30合金实现近净成形提供了可能。具有很高的理论研究价值和应用前景。关键词：A1Si30合金粉末；新SIMA法；半固态；ECAP法；正交试验ExperimentalstudyonFabricationofSemisolidBilletofAISi30AlloyBasedonNewSIMAMethodABSTRACTA1Si30alloybelongstotypicalhypereutecticAluminum—Si

5、liconalloys，whichiswell—knownforitslightness，outstandingwearresistance，lowthermalexpansionandgoodcastingcharacteristics．Ithasreceivedbroadapplications，suchaselectronicpackagingmaterials，wearresistantautomobilepartsandetc．However，duetothedisadvantagesofconventionalingotmetallurgy(IM)andp

6、owdermetallurgy(PM)forming，theserefertorelativelycoarseandbrittleprimarySiparticleswithshapeangleinconventionalcastingofAISi30alloysandpoorformabilityofA1Si30alloypowderinthesolidstateinconventionalPMforming，andnotachievingnet—shapeforming，thesegreatlyconfineitsfurtherapplication．Thecon

7、ventionalstraininducedmeltactivating(SIMA)methodincludesseveraltypicaltechnicalprocessingasfollows：hotextrusionprocessing，colddeformationandsubsequentisothermalheattreatmentprocessing．whilenewSIMAistofabricatesemisolidbilletbyusingequalchannelangularpressing(ECAP)methodasasubst