碳化硅鋁基復(fù)合材料

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(yè),共18頁(yè)，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(yè),共18頁(yè)，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(yè),共18頁(yè)，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(yè),共18頁(yè)，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(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天制造工藝

粉末冶金法：第7頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天制造工藝

粉末冶金法是最早用來(lái)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(huì)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(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天

噴射共沉淀法

制造工藝第9頁(yè),共18頁(yè)，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(méi)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(yè),共18頁(yè)，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(jiǎn)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(shí)預(yù)制件也易產(chǎn)生變形和偏移。

制造工藝第11頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天

壓力浸滲工藝圖：

制造工藝第12頁(yè),共18頁(yè)，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(guò)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(jiǎn)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(jìng)爭(zhēng)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(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天應(yīng)用

在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用

美國(guó)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(dòng)盤,用其代替?zhèn)鹘y(tǒng)鑄鐵制動(dòng)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(shí)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(dòng)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(shí)熱膨脹系數(shù)更小,導(dǎo)熱性更好。

第14頁(yè),共18頁(yè)，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(shí)該復(fù)合材料還可用來(lái)制造衛(wèi)星反動(dòng)輪和方向架的支撐架。

美國(guó)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(yè),共18頁(yè)，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(yè),共18頁(yè)，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,