SiCp/Al复合材料-GCr15钢干摩擦磨损行为研究

采用无压浸渗法制备了SiC颗粒体积分数分别为15%、25%、35%、45%、55%、65%的铝基复合材料。在M-200磨损试验机上研究了SiC颗粒体积分数及载荷对铝基复合材料干摩擦滑动磨损行为的影响,对摩材料为GCr15钢环。采用SEM对铝基复合材料磨损表面及亚表面形貌进行了分析,采用EDX分析了磨损表面及亚表面的元素组成。研究结果表明,铝基复合材料的摩擦系数随着SiC颗粒体积分数的增加而上升,随着载荷的升高而降低,磨损率随着SiC颗粒体积分数的增加而下降。铝基复合材料磨损表面有一层机械混合层,它的出现有利于降低铝基复合材料的磨损率,混合层的厚度随着SiC颗粒体积分数和外加载荷的增加而增加,随着载荷的增加,混合层内出现裂纹并产生剥落。铝基复合材料的磨损机理主要是磨粒磨损、氧化磨损和剥层磨损。

SiCp/Al窄槽的铣磨实验研究(Ⅱ)——表面粗糙度

针对SiCp/Al构件加工中大去除余量、高精度的需求,以铣磨加工窄槽为对象,实验研究电镀金刚石砂轮铣磨加工SiCp/Al窄槽中的加工参数、铣磨工具对已加工表面粗糙度的影响.实验分析表明:铣磨速度、进给速度、砂轮粒度和结构对SiCp/Al铣磨表面的粗糙度有显著影响,砂轮速度对表面粗糙度的影响呈鞍型,先降后增;表面粗糙度随进给速度的增大而增大;不开槽砂轮可获得低粗糙度的表面.采用降低进给速度,提高砂轮速度,不开槽砂轮可获得低粗糙度的加工表面.在实验条件下,最佳铣磨参数组合是磨削速度9.42 m/s,进给速度20 mm/min;如采用开槽砂轮铣磨窄槽,则铣磨工具的容屑槽螺旋角可选50°.

高速正交切削SiCp/Al复合材料切削温度仿真研究

使用ABAQUS有限元软件对高体分SiCp/Al复合材料的颗粒和基体进行分别定义,仿真研究了高速切削复合材料时的温度场,分析了切削过程中切削用量和刀具角度对工件切削温度的影响。结果表明:在切削过程中,与刀具接触位置的颗粒温度较高且应力值较高;SiC颗粒的温度较Al基体的温度低;第一变形区发现一条沿着剪切角方向非常明显的温升带。在稳定切削阶段,与刀尖接触位置的工件温度较高,且应力集中现象总是发生在SiC颗粒上。随着切削深度和切削深度的增加,切削过程中工件的最高温度均随之增加;随着刀具前角和后角的增大,切削过程中工件的最高温度均随之降低。

SiCp/Al复合材料电阻点焊剪切断口形貌

为了优化SiC p/Al复合材料电阻点焊工艺参数,采用不同焊接电流和焊接时间对SiCp/Al复合材料进行了电阻点焊连接,对接头进行了剪切强度试验,用扫描电镜对不同的点焊剪切断口进行微观形貌分析.结果表明:最优的焊接电流和时间匹配值为焊接电流I=14.6 kA,焊接时间t=0.2 s,配合电极压力F=2 500 N点焊,熔核直径适中,接头拉剪力可达1 693 N;撕开后的焊点断口两侧分别呈规则的圆凸台和圆孔状,呈纽扣型断裂,接头成型良好.当焊接电流和时间的匹配值小于最优参数时,点焊接头只有少量的点形成冶金结合,呈结合面断裂,焊接强度较低;当焊接电流和时间的匹配值大于最优参数时,点焊接头易过热,断口上出现气孔、裂纹、电极粘附烧蚀缺陷,接头强度降低.

基于高压扭转法制备SiCp/Al基复合材料

基于高压扭转法制备SiCp/Al基复合材料(SiC体积分数为8.75%),采用排水法、金相显微镜、数字式显微硬度计,研究SiCp/Al基复合材料致密度、显微组织分布和硬度等性能。结果表明,基于高压扭转法可制备致密度高的SiCp/Al基复合材料,随着扭转半径的增加,SiC颗粒团聚现象减小,颗粒分布越均匀。材料的显微硬度呈先增加后减小的趋势。

温度变化时组元参数对SiCp/Al复合材料尺寸稳定性的影响

研究了不同组元参数在25~400℃温度波动范围内对SiCp/Al复合材料尺寸稳定性的影响。实验结果表明,增强体颗粒尺寸越大,尺寸稳定性越好;铝基体中合金元素及合金元素含量的不同对复合材料尺寸稳定性的影响均不同,在A1-Mg基与A1-Si基复合材料中,其抵抗温度变化的尺寸稳定性都随着合金元素(Mg、Si)含量的提高而提高;在本研究中,Al-Mg基复合材料抵抗温度单程变化的尺寸稳定性最好,三元基体复合材料(Al-Mg-Cu)在抵抗温度波动时有较好的尺寸稳定性。

7075Al/SiCp复合材料热压缩变形的研究

采用圆柱试样在Gleeble-1500热模拟机上对7075Al/SiCp 复合材料进行高温压缩变形实验,变形温度为300～500℃ ,应变速率为0.001～1s-1.结果表明:7075Al/SiCp复合材料的流变应力大小受变形温度和应变速率的强烈影响,流变应力随应变的增加而逐渐增加,出现一峰值后逐渐下降; 流变应力随变形温度的升高,应变速率的降低而降低.可用 Zener-Hollomon 参数的双曲正弦形式来描述7075Al/SiCp复合材料高温压缩变形流变应力,其变形激活能Q为279.659KJ/mol.

高体积分数SiCp/Al复合材料高速铣削力影响因素研究

通过PCD刀具高速铣削高体积分数SiCp/Al复合材料试验,研究了铣削速度、进给量、铣削深度和铣削宽度对三向铣削分力的影响,并进行了SiCp/Al复合材料基体材料的铣削力对比。研究结果表明,进给量和铣削深度对三向铣削分力的影响较大,而铣削速度和铣削宽度对三向铣削分力的影响较小,并且SiC颗粒增加了材料的强度,使三向铣削分力数值增大。在只考虑控制铣削力大小的情况下应选取适中的铣削参数,如铣削速度、较大的铣削宽度和较小的进给量及铣削深度。

单颗金刚石磨粒磨削SiCp/Al复合材料的仿真研究

利用有限元分析软件Abaqus对单颗金刚石磨粒磨削SiCp/Al复合材料的加工过程进行了模拟仿真,分析了磨削速度和磨削深度对磨削力的影响,研究了工件被磨削后的表面形貌、残余应力分布情况,为优化金刚石砂轮磨削SiCp/Al复合材料的工艺参数提供参考。

超声振动磨削放电复合加工SiCp/Al试验研究

针对SiCp/Al的加工,提出一种超声振动磨削放电复合加工的方法,从加工效率、加工稳定性及表面质量等方面与电火花加工进行了对比试验研究。分析了两种加工方法的脉冲宽度和峰值电流对加工速度和表面粗糙度的影响,结果表明:电火花加工的表面粗糙度平均值为Ra4.5μm,超声振动磨削放电复合加工的表面粗糙度平均值为Ra2μm;超声振动磨削放电复合加工的稳定性比电火花加工好,但加工速度较低。通过扫描电镜对两种加工方法下零件表面形貌和重熔层进行了观测,对试件表面进行了X射线衍射分析,表明采用超声振动磨削放电复合加工SiCp/Al复合材料可获得较好的表面质量。

SiCp/Al复合材料加工过程中棱边缺陷控制方法的研究

由于SiCp/Al的材料特性,加工完成后会在工件的出口处形成一定的棱边缺陷,破坏工件的表面形貌,本文提出了两种控制棱边缺陷的方法:变深度切削法和变应力切削法,并通过有限元软件对两种方法进行仿真分析。结果表明:通过增加工件出口角来改变切削深度的方法对棱边缺陷的形成有一定影响,且当出口角α大于45°时能有效抑制棱边缺陷的形成;另一种方法是借助在出口处固定一个挡板来实现变应力,结果显示这种方法也能对棱边缺陷的形成有抑制效果。

电磁搅拌法制备SiCp/Al复合材料

采用电磁搅拌重熔制备Si Cp/Al复合材料,研究Si C颗粒的预处理、Si C增强体颗粒与基体金属铝粉的混合及热压复合坯块的重熔工艺,并以该工艺制备10Vol%Si Cp/Al复合材料。实验结果表明:通过显微观察和SEM分析,所制备的复合材料气孔率显著降低,Si C颗粒与基体合金结合良好。

SiCp/Al复合材料的凝胶法混料工艺研究

采用凝胶法研究了SiCp/Al复合材料制备中原料混合工艺的影响因素。实验结果表明,经湿法腐蚀超声处理可得到粒径集中分布的SiC颗粒;经表面涂覆后的SiC颗粒能降低颗粒的团聚程度;通过向凝胶体系添加分散剂,并以去离子水为分散介质,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)能够使SiC颗粒完全均匀分布于复合粉体中。

电子封装用金属基复合材料的研究现状

微电子技术的飞速发展也同时推动了新型封装材料的研究和开发。本文综述了电子封装用金属基复合材料的研究和发展状况,并以A1/SiCp为重点,分析对比了目前国内外的差距,提出了其未来的发展趋势及方向。

搅拌铸造制备SiC颗粒增强铝基复合材料研究现状

综述了搅拌铸造制备SiCp/Al复合材料的研究现状,重点包括SiCp/Al复合材料的界面改性技术、搅拌复合方法和铸造成型技术,同时阐述了SiCp/Al复合材料的增强断裂机制,并归纳总结了SiCp/Al复合材料的各项性能,最后指出了搅拌铸造法制备SiCp/Al复合材料过程中存在的问题,并展望了该种方法的应用前景。

机载光电产品扫描反射镜结构优化设计

扫描反射镜广泛应用于机载光电产品中,其镜面变形直接影响着光学系统的光路及成像质量。另外,反射镜作为运动部件,需要在保证刚度的情况下尽量减轻重量,降低转动惯量。考虑过载和随机振动工况,运用OptiStruct、Nx.Nastran和UG软件对某机载光电产品扫描反射镜进行结构优化设计,获得了一种适于背部两点支撑的扫描反射镜结构构型。扫描反射镜优化前后的面型结果对比表明,改进构型与原始设计构型刚度基本一致,重量和转动惯量降低明显。在此基础上,反射镜材料选用高体积分数铝基碳化硅复合材料(SiCp/Al),重量进一步降低,刚度得到提高。

SiC颗粒增强铝基复合材料制备技术研究进展

SiC颗粒增强铝基复合材料具有高比强度、高比刚度、低密度、高耐磨性等优点,可望作为新一代性能优异的结构材料而广泛应用于现代工业生产和国防军事领域。本文综述了SiC颗粒增强铝基复合材料的制备技术和特点,并就研究过程中存在的问题进行了分析,最后对复合材料的研究进行了展望。

SiC_p/Al复合材料表面化学镀镍磷合金层的工艺改进

对SiC_p/Al复合材料表面进行浸锌前处理,然后经过碱性预镀与酸性镀两步工艺在复合材料表面获得镍磷合金镀层;利用形貌观察、成分分析、电化学试验、热震测试研究了镀层的组织与性能。结果表明:经过此方法得到中磷镀层呈明显的胞状组织,镀层较完整均匀,厚度为15～20μm;经化学镀覆之后,复合材料的自腐蚀电位得到了大幅提高,维钝电流密度明显减小,耐蚀性能明显提高;复合材料与镍磷合金镀层具有较高的结合强度。

填加焊丝对碳化硅颗粒增强铝基复合材料钨极惰性气体保护焊焊缝成形及组织的影响

采用钨极惰性气体保护焊工艺,对不填加焊丝与填加铝硅焊丝条件下SiC_p/6061Al复合材料的焊接性进行了研究。结果表明:不填加焊丝时,焊缝外观成型较差;而填加焊丝后,熔池流动性增强,可以得到满意的鱼鳞纹焊缝,并有效抑制了焊缝中的SiC_p颗粒和铝的界面反应,焊缝中的缺陷减少,接头性能得到改善。

底部真空负压浸渗工艺制备β-SiC_p/Al电子封装材料

摘要：针对国内目前sic／A1在产业化中存在的诸多问题，选用W20和w60的β-SiC粉体，采用模压成型制备SiC预制体，并通过底部真空负压浸渗工艺制备了致密度为96％～98％、体积分数为55％～72％的β-SiCp/Al复合材料。XRD、SEM、CT和CTE测试分析表明：所制备的复合材料中存在MgAl20。尖晶石相，没有发现Al4C3脆性相；复合材料组织均匀，存在少量浸渗缺陷，孔洞较少；SiC体积分数为72％的复合材料在常温热度下的热膨胀系数为6．91×10-6／K，热导率为164．8W／（m·K），而sic体积分数为65％的复合材料的热膨胀系数为7．31×10-6／K，热导率为172．7W／（m．K）。