颗粒增强铝基复合材料作为一种航天军事以及家庭常见的复合材料,它们具有强度高,耐磨抗腐蚀,塑性良好等诸多优点,越来越被国内外专家学者所重视。本文采用自主设计的工艺过程制备了一种微-纳米Si Cp/6061混杂增强铝基复合材料并对组织进行设计完成初步的宏观调控。采用强度不高但塑韧性较好的6000系铝合金作为基体,实验发现了颗粒的含量,热加压工艺参数,固溶时效工艺对材料有着较大的影响。主要研究内容及结论如下:研究了球磨对三态和非三态粉末的分散效果,Si Cp增强体含量,冷压工艺和烧结温度对材料成型与性能的影响以及热处理的选择。结果表明:非三态粉末增强体均匀分散在基体周围,无团聚现象。三态粉末中二次加入的合金粉能有效分散在均匀的混合粉料中,其中微量元素出现些许团聚。不同含量的增强体和基体颗粒都得到一定程度的细化。微-纳米Si Cp/6061复合材料在颗粒含量超过25vol%挤压后成型和烧结变困难,不能制备复合材料。冷压压力选择60t成型较为均匀。当烧结温度为700℃时,颗粒含量为15vol%的复材硬度达115.7HV,致密度为94.7%,综合比较为最佳的烧结温度。在550℃下对冷压成型的材料进行热挤压,使用铜包套控制其氧化程度。热挤压过程提高了材料致密性,消除气孔等缺陷。当挤压比为从4增加至10时,晶粒的均匀性提高,平均尺寸从21μm降至16μm。此时材料力学性能大幅度提高,抗压强度为740.48MPa,硬度为244.48HV,电导率为21.45%IACS。选择10挤压比对不同颗粒含量的复合材料进行热挤压,晶粒尺寸因为颗粒的钉扎效应随着颗粒含量的增大逐渐细化,颗粒含量在20vol%时效果最佳,断口主要是塑性断裂,在经过热处理后的三态材料压缩强度达到735.74MPa,硬度达到210.78HV,当增强体含量再增加时,塑韧性和强度开始下降。相比两态复合材料,本课题中的三态设计保证材料在强度不变的同时拥有了塑韧性。其中材料的抗拉强化为378.679MPa,断后延伸率为1.58%。研究了固溶时效对颗粒增强铝基复合材料的影响,对比发现三组多级固溶,G2固溶工艺后材料的力学性能达到峰值,压缩强度达到680.42MPa,硬度达到179.43HV;经过10～12h峰时效的样品强度达到峰值,时效时间增长后力学性能开始下降,经过T6-2时效后的样品抗压强度达到721.48MPa,硬度达到185.82HV。最终确定最佳的热处理工艺为G2固溶+T6-2时效。本文以塑性较好的6000系铝合金为基体设计了材料的组织和结构,添加了纳米级别的Si Cp颗粒和Ti粉调整增强体的强韧效果,通过新型粉末冶金工艺-真空包套热挤压-多级固溶+时效工艺的制备方法,制备出微-纳米Si Cp/6061Al复合材料并研究了工艺对材料性能的影响,为颗粒增强铝基复合材料塑韧性保持、微量元素成分及结构设计与性能调控提供科学依据和技术基础。