碳化硅鋁基復(fù)合材料

1、組員：組員： 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 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SiCSiC鋁基體復(fù)鋁基體復(fù)合材料合材料高韌性高韌性高塑性高塑性高模量高模量高硬度高硬度 SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料碳化硅顆粒狀的鋁 SiC石英砂石油焦(或煤焦)木屑高溫冶煉壓力鑄造法壓力鑄造法：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。力下滲入預(yù)制塊中兩部分。 粉末冶金法： 粉末冶金法是最早用來制造鋁基復(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

2、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。 噴射共沉淀法 優(yōu)點(diǎn)： 增強(qiáng)顆粒分布均勻 沒有嚴(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。 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。 n壓力浸滲工藝圖： 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,通過一定方

3、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。 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。 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)合材料還可用來制造衛(wèi)星反動(dòng)輪和方向架的支撐架。 美國(guó)DWA公司用/6061SiC 25%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%。 鑄造SiC顆粒增強(qiáng)A356和A357復(fù)合材料可以制