铝硅粉末冶金制备工艺和耐磨性能的研究

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采用液相烧结法制备铝基粉末冶金,通过密度实验、硬度实验、磨损实验、金相实验等实验测试手段,研究了压制和烧结参数对铝基粉末冶金组织和性能的影响,添加元素的对材料性能的影响,不同体积分数碳化硅对铝基复合材料工艺及组织性能的影响。实验结果表明:铝粉在压制压力为600 MPa时密度为2.78 g/cm3,本文的方程和川北公夫拟合性相一致更适用于铝粉压制,压制压力较小或压制速度大时延长压制效果较好,200目以上粗粉流动性好,成形性好,硅粉对压制有利但降低铝粉压缩性;对于共晶铝硅合金的最佳烧结工艺为570℃×1h,随烧结温度升高硬度增大,在560℃最大,但组织不均匀,在570℃时完全转化为均匀的共晶组织;烧结时间对组织影响较大,但对硬度影响较小,铝硅粉通过共晶反应熔解固相、再沉淀转化为共晶组织;合金元素对硬度和耐磨性影响最大的是铜,综合性能最优组合化学成分(wt.%)为Al-18Si-6Zn-4Cu-1.5Mg,组织主要有初晶硅、Al2Cu和Al0.71Zn0.29等相,磨损机制为磨粒磨损和疲劳磨损;增加碳化硅含量对压制密度影响不大却能促进致密化,碳化硅在5-15 vo1.%时硬度较大,在15-30 vo1.%时耐磨性较好,与金刚砂砂纸对磨的磨损机制是磨粒磨损和剥离磨损。
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