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铝合金在现代工业与生活中得到广泛的使用,起着不可代替的作用,但由于其强度、耐磨性、耐腐蚀性等性能的缺陷限制其在特定环境下的应用,对铝合金进行性能的改善处理,可以使其应用范围更加广泛。而传统的加工方法制备的都是块体复合材料,此类材料的脆性大、延展性差、韧性低,且有数据表明80%的机件失效来源于表面的磨损,若是采用新型的强化技术制备表面复合材料,即可达到材料的耐磨性能又能保持原材料的延展性与韧性,因此,新型的表面强化技术越来越受到人们的关注。搅拌摩擦加工技术是一种新型、优质、环保的表面强化技术。目前已广泛应用于镁、铝等材料工件的表面强化。本文利用搅拌摩擦加工技术对6061铝合金进行表面处理,研究不同工艺参数及搅拌头对加工层的表面形貌、组织结构、显微硬度的影响,从而确定最佳工艺参数。采用优化的工艺参数,制备SiC/Al基表面复合材料,并研究SiC颗粒对复合材料层的显微硬度、摩擦磨损性能的影响,分析了热处理对复合材料层组织及性能的影响。研究结果表明:不同的搅拌头在不同工艺参数下对加工区性能影响很大,采用同心圆型搅拌头,在转速1100rpm、前进速度100mm/min、下压量0.5mm、倾角1.5°的参数下获得的加工层表面成形最好,显微硬度最高,平均硬度为107HV,相对母材硬度提高了18%。在铝合金表面加工阵列盲孔及燕尾槽用以填充SiC颗粒,经盖面及分段加工处理后,采用同心圆型搅拌头在上述最优参数下制备SiC/Al基表面复合材料层。研究结果表明:阵列盲孔开槽方式制备的复合材料层比燕尾槽方式的好,阵列盲孔开槽SiC颗粒分布更均匀,硬度更高,燕尾槽制备的复合层SiC颗粒在加工区底部有聚集现象。复合材料层的硬度随SiC的体积分数增加而增加,体积分数高于20%时两者呈线性关系,当体积分数为44%时,硬度值最高,最高为179HV,是母材硬度的1.96倍。热处理结果表明:经固溶处理与人工时效处理后,可以消除热机影响区与热影响区的弱化缺陷,热处理后的平均硬度比热处理前提高了45%,比母材区提高了26%。摩擦磨损结果表明:复合材料层的磨损性能明显高于母材,在低载荷状态下,复合材料的磨损率仅为母材的44%,在高载荷状态下,复合材料的磨损率为母材的56%。复合材料层的磨损率随着载荷的增加而增加,随着SiC含量的增加而减少;摩擦系数随着载荷及SiC含量的增加而减少。