熔体搅拌法制备颗粒增强金属基复合材料,具有制造成本低、工艺简单、材料各向同性等优点,有广阔的发展及应用前景。在搅拌制备复合材料过程中,增强颗粒的分布直接决定铸件的力学性能。本文选取了两种不同尺寸的B4C作为增强颗粒,采用了半固态搅拌和轧制相结合的方法,制备了 A356-B4C复合板材。首先对B4C颗粒进行活化处理,获得了 B4C颗粒活性能对复合材料组织的影响规律;对半固态A356浆料进行搅拌,加入经活化处理的B4C颗粒,获得搅拌时间和B4C尺寸对颗粒在熔体中分散性的影响;对轧制后A356-B4C板材的力学性能和磨损性能进行检测,获得了 B4C颗粒度对A356-B4C复合板材性能的影响规律。主要研究成果如下:（1）获得B4C颗粒活化处理工艺。酸洗溶液为4 vol.%盐酸,酸洗时间为4 h,酸洗过程中始终伴随着机械搅拌。酸洗处理可以去除颗粒表面杂质,搅拌过程中颗粒之间的摩擦和撞击可去除颗粒的尖角,提高颗粒表面润湿性。B4C在空气中的氧化产物为B2O3,熔融态的B2O3会在温度下降时形成波浪状形貌。氧化层的出现改善了两者润湿性,并阻止铝基体和B4C直接接触生成脆性相Al4C3。在500℃时,B4C颗粒开始氧化,但氧化效果不明显。550℃时,B4C颗粒氧化效果明显,随时间延长,氧化层厚度增加。氧化反应前期,反应速率主要受界面化学反应控制;氧化反应中后期,反应速率主要受扩散速率控制。（2）获得了活化处理的B4C颗粒对B4C分散性与合金凝固组织的影响。同种工艺条件下,活化处理可显著改善B4C颗粒在A356合金中的团聚现象,获得分散均匀的A356-B4C复合材料组织。B4C的加入能够在凝固过程中细化A356合金晶粒,减小晶粒的平均直径和圆度。（3）自行设计了熔体搅拌装置,改善了 B4C颗粒的分散性。搅拌过程中,在同一流体层上运动的B4C颗粒受离心力不同先后脱离,全部均匀分散到A356合金基体中。在合金流体层剪切力作用下,位于不同流体层之间的B4C颗粒团不断被剪切分离,团聚的B4C颗粒逐渐分散。（4）获得了搅拌时间对B4C分散均匀性的影响。随着搅拌时间增加,B4C颗粒分布趋于均匀,团聚现象得到显著的改善。熔体各个位置B4C颗粒的浓度逐渐稳定。在相同的搅拌工艺条件下,B4C颗粒尺寸越大,复合材料中B4C颗粒的分散均匀性越好。（5）获得了轧制变形对A356-B4C复合材料组织性能的影响。A356-B4C复合材料在轧制过程中力学性能有很大的提高。主要原因是轧制变形后晶粒细化,消除铸造缺陷,改善B4C颗粒与基体之间的界面结合,提高B4C增强颗粒的分散均匀性。B4C颗粒尺寸越小,A356-B4C复合材料的抗拉强度和延伸率越高。当颗粒度为5 μm时,抗拉强度达到156MPa,延伸率达到7.3%;当颗粒度为20 μm时,抗拉强度达到123 MPa,延伸率达到5.3%。B4C颗粒较小时,失效主要为界面脱粘。随B4C颗粒尺寸的增加,A356-B4C复合材料失效由界面脱粘转变为界面脱粘和B4C颗粒断裂共同作用。B4C颗粒与基体的结合界面属于化学反应结合;经XRD分析知,界面结合处的相主要为Al2O3、A13BC。两者硬度高,可以有效阻止晶内位错运动,提高了 B4C颗粒与基体的结合强度,提高复合材料的力学性能。（6）A356-B4C复合材料的磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损,同时伴随着氧化磨损。随载荷的增加,磨痕宽度逐渐变宽,同时磨损表面也由相对光滑转变为粗糙;摩擦系数降低,磨损率变大。