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1、粉末冶金铝合金的研究现状和发展趋势粉末冶金铝合金具有低密度、高比强、高耐磨性和耐腐蚀性的特点，表现出广阔的应用前景。然而由于各种因素的影响，其开发利用远远落后于Fe、Cu系合金。这些制约因素主要包括:①Al活性高，在快速凝固制粉的过程中，不可避免地形成一层致密的氧化膜，在压制和烧结过程中,这层氧化膜使合金元素的相互扩散受到阻碍,不利于其冶金粘结;②粉末价格高、缺少专有生产技术。在这种情况下,研究粉末冶金铝合金的现状并指出其发展趋势，对于汽车工业用高效节能粉末冶金铝合金件的发展具有重要意义。1.0.粉末冶金铝合金的发展历史20世纪40年代,
2、瑞士人IrmannR等用球磨机在控制氧含量的介质中研磨制成烧结铝粉(SAP),将铝粉与其他金属粉末的混合粉热压成棒状试样。力学性能结果表明，这些合金有较高的高温强度,并且在高温下能保持原先的强度。1952年美国铝业公司(Alcoa)开发了第一代烧结铝粉末冶金材料，它是一种AI-AI2O3弥散强化型合金,具有优异的高温强度和热稳定性。1966年和1972年,Storchheims将液相烧结技术应用于粉末冶金，直接烧结而成粉末冶金铝合金零件。合金主要有3类:2014,6061和7075,其强度范围为"0~345MPa,具有密度低切削性能好的优
3、点，可与铜基和铁基粉末冶金零件相媲美。20世纪70年代，通过快速凝固技术和机械合金化技术来制取合金粉末，促成了高性能粉末冶金铝合金的问世。自这个时期以来,一些先进国家主要致力于研究新的热处理状态和开发快速凝固/粉末冶金工艺，发展粉末冶金铝合金。到20世纪80年代末，粉末冶金铝合金得到快速发展。美国、前苏联和日本等国家研制成功10多种牌号的粉末冶金结构铝合金和粉末冶金耐磨铝合金，并已投入小批量生产，开始在航空航天工业和汽车工业应用。例如:日本采用快速凝Al-Si合金粉末制造汽车发动机阀门弹簧座和连杆，质量分别减轻了60%和30%,使发动机速
4、度大为提高。1995年，日本住友轻金属公司开始生产粉末冶金Al-Si合金棒，为Mazda公司制造轿车发动机关键零件；1997年，德国PEAK公司生产同类粉末冶金棒坯，加工BenzV8和V12发动机汽缸衬套。2.0.粉末冶金铝合金的制备工艺及制品特点：传统粉末冶金铝合金的制备工艺是通过制粉、压制和烧结工艺制取铝合金件。粉末冶金件普遍具有以下几个优点:①能够避免成分的偏析，保证合金具有均匀的组织和稳定的性能;②能利用金属和金属、金属和非金属(包括一些高熔点的材料)的组合效果,生产各种特殊性能的材料。粉末冶金铝合金件除具有上述优点之外,还具有如
5、下特性:①密度低(AI的密度为2.70g/cm3),约为Fe(71874g/cm3)和Cu(8.96g/cm3)的1/3;②不需要做防锈处理，因为AI表面极易形成一层氧化膜,进而起到防护作用，相对于需要防护涂层的零件节省了生产成本;③有较强的吸能性,在撞车时比钢制零件多吸收50%以上的冲击能，从而减少对人员的伤害，同时提高安全性和乘坐舒适性。3.0.当前国内外粉末冶金铝合金的研究及应用状况：3.1•当前国内外研究和应用的粉末冶金铝合金类型：主要可以分成两大类:普通粉末冶金铝合金和高性能粉末冶金铝合金。普通粉末冶金具有与铸造铝合金相应的成分
6、，采用常规压制、烧结工艺制得。G.B.Schaffer等人对这方面的研究较多。常用的合金成分主要有3种:(1)AI-Cu-Mg系，对应于合金2014,如美国铝业公司的201AB和德国的Ecka2Alumix123oG.B.Schaf2fer等研究了微量元素、气氛对Al-Cu-Mg系烧结的影响，发现微量Sn等元素能促进液相烧结，而Fe相反；氮气相对于真空和其他保护气氛更有助于烧结性能的提高。(2)AbMg-Si-Cu系，对应于合金6061,如美国铝业公司的601AB和德国的Ecka2Alumix321o(3)AI-Zn-Mg系，对应于合金7
7、075,如Alcan的MD76。G.B.Schaffer等研究了微量兀素对Al-Zn-Mg-Cu合金系烧结的影响。与普通粉末冶金铝合金相比，高性能粉末冶金铝合金的合金成分设计和制备工艺更加复杂。更多采用预合金化的铝粉，增大了合金元素在铝基体中的溶解度并使显微组织大大细化。独特的组织进一步提高了合金的室温强度、耐磨损性能以及弹性模量。高性能粉末冶金铝合金主要有以下5种:①耐磨、低膨胀系数粉末冶金铝合金主要是Al-Si系，与传统的铸造铝硅合金相比具有更高的耐磨性，张大童等研究了快速凝固高硅铝合金的热挤压过程，杨伏良等通过热挤压技术制备了高硅铝
8、合金材料，其抗拉强度高达239MPa,比铸轧态试样提高77%;②高强度、耐腐蚀粉末冶金铝合金的研究主要集中在Al-Zn-Mg-Cu的基础上添加Fe、Ni、Co、Z「等元素,美国、日本、英国等先
