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过共晶Al-Si合金由于具有密度小、线膨胀系数低、硬度高、耐磨性好等优良特性,从而在汽车、航空等领域得到了广泛应用。特别是汽车方面,根据过共晶Al-Si合金特性,可以将其制成汽车用活塞、缸体等耐磨零件。不但能提高汽车发动机的效率,而且可以减轻汽车重量,提高燃油利用率并减少尾气排放。但是,过共晶Al-Si合金在成形过程中,由于其结晶温度范围宽,凝固结晶潜热大,初生硅极易长成粗大板块状或长条状,严重割裂铝基体导致合金脆性提高,铸件力学性能显著降低,且切削性能变差,限制了其大量应用。针对如何减小铸件中初生硅相尺寸、改善初生相形貌和其在组织中的分布,国内外研究学者做了大量的研究。迄今为止,细化初生硅相的方法主要分为两大类:化学变质细化法和改进铸造方法。化学变质细化法主要是添加P和稀土元素,过共晶铝硅合金铸造方法有挤压铸造、半固态铸造、快速凝固、固液混合铸造、熔体温度处理等。本文采用扩散凝固技术制备过共晶Al-18%Si和Al-20%Si合金。选用ZL102合金、纯Al和Al-25%Si合金为母合金材料,系统研究了不同混合方式(固-液混合、液-液混合、液态-半固态混合)、不同浇注温度以及母合金预处理温度对初生硅相尺寸、形貌和在组织中分布的影响。实验结果表明:(1)扩散凝固技术制备过共晶Al-18%Si、Al-20%Si合金,可明显细化初生硅相,改善初生硅相尺寸和在组织中的分布;(2)在同种混合方式下,母合金预处理温度不同,扩散凝固细化作用不同,若要最大程度发挥扩散凝固细化作用,必须控制好母合金的预处理温度,只有合适的母合金预处理温度才能得到晶粒细小、分布均匀的组织;(3)采用ZL102合金、纯Al和Al-25%Si合金为母合金材料,在合适的混合方式、预处理温度和浇注温度下,可制备得到初生硅尺寸较小的过共晶Al-18%Si、Al-20%Si合金组织;(4)扩散凝固技术制备过共晶Al-18%Si、Al-20%Si合金,操作简单、流程短、成本低,有一定的先进性和优越性。