Friction Wearing Properties Research of High-silicon Aluminium Alloy Cylinder Sleeve

With tank special purpose lubricating oil,100N,200N and 800N loading force and different loading times,spray-formed high-silicon aluminium alloy and military superpower engine steel cylinder sleeve materials were used for comparative friction test and friction pair comparision test under simulated engine work condition.The results showed that,compared with steel cylinder sleeve materials,high-silicon aluminium alloy showed more excellent wearing resistance.The friction mechanism analysis of high-silicon aluminium alloy indicated that high-hardness particles in soft parent metal had determinative function,including wearing resistance and supporting ability when wearing happened.Dents on soft parent metal surface produced by friction could store oil and were helpful for lubrication.The friction trace analysis showed that,high-hardness particles in high-silicon aluminium alloy could produce friction trace on 42MnCr52 steel surface,which proved friction function of high-hardness particles in high-silicon aluminium alloy.

过共晶铝硅合金缸体/缸套工作面加工技术及应用

综述了低过共晶铝硅合金、中过共晶铝硅合金以及高过共晶铝硅合金缸体/缸套材料的研究及进展情况,详细叙述了缸体孔/缸套工作面激光合金化、激光刻蚀、珩磨加工、等离子体涂覆、化学腐蚀等加工技术,对存在的问题进行分析总结,并提出解决方法。

快速凝固铝硅合金材料及其在汽车中的应用

本文介绍了快速凝固技术的特点及在高硅铝合金中的应用潜力，综述了快速凝固高硅铝合金的制取方法及研究现状，扼要总结了快速凝固高硅铝合金在汽车工业中的应用，最后提出这一研究领域中存在的问题及发展前景。

高硅铝合金的摩擦磨损性能

采用喷射沉积技术和热挤压致密化技术制备Al-22Si和Al-27Si(质量分数)两种高硅铝合金,研究两种合金在不同载荷下的摩擦行为和磨损机理。结果表明,与铸态合金相比,喷射沉积技术制备的高硅铝合金具有晶粒细小、成分均匀的组织特征;在载荷为30,45,60和75 N下,Al-22Si合金的磨损以粘着磨损和氧化磨损为主;Al-27Si合金在低载荷下以粘着磨损为主,在高载荷下的磨损行为时粘着磨损和磨粒磨损的混合磨损机制。含有较高硅含量的Al-27Si合金具有相对小的摩擦系数和磨损率。随着载荷增大,两种合金的磨损量逐渐增大。

高硅铝合金缸套/缸体制造技术及应用

综述国外高硅铝合金缸套材料技术、缸套制造技术以及发动机缸体总成技术的研究与进展,介绍了国内高硅铝合金缸套研究进展。通过单缸机台架考核验证,证明采用高硅铝合金气缸套后废气压力、燃油消耗率、排气温度、磨损量以及升功率有显著的改善与提高。

高硅铝合金缸套材料摩擦学性能研究

采用坦克专用机油润滑的往复式摩擦磨损试验方法,分别进行喷射沉积高硅铝合金缸套材料与发动机成品活塞环材料摩擦配副的油品试验、与各类成品活塞环材料的摩擦配副试验。摩擦配副的油品试验结果表明,低温型油品润滑比高温型及通用型油品润滑的磨损量、摩擦因数均小;活塞环摩擦配副试验结果表明,高硅铝合金磨损量及摩擦因数均较小,其中与准126激光陶瓷活塞环、磷化YH31活塞环摩擦配副效果更优。分析表明,高硅铝合金的摩擦学机制是软基体上分布的高硬度质点相起到耐磨与支撑作用,软基体磨下的凹坑具有储油与润滑作用。

铝硅钛多元合金在柴油机活塞中的应用

用铝矿直接除铁电解工艺生产的铝磋钛多元合金，其主要成分为铝、硅（３％～１０％）和钦（０．４％～２．０％），此外，还有总量为０．１％的Ｋ、Ｖ、Ｇａ、ＲＥ、Ｎａ和Ｃａ等多种微量元素．用铝硅钛多元合金直接熔配的铸造铝—硅合金，具有良好的耐热性和耐磨性。用这种合金浇注的活塞，其本体强度σｂ＝２２９～２４４．７ＭＰａ，σｂ３００℃＝９５．５ＭＰａ，体积稳定性≤０．０２５％，均优于常用活塞合金ＺＬ１０８、６６—１等。因此，铝硅钛合金是一种理想的活塞材料．

高硅铝合金缸套材料腐蚀加工技术研究

采用三维视频显微金相技术对高硅铝合金缸套材料的组织构成、颗粒尺寸以及碱腐蚀深度进行测试与评价;用激光共聚焦显微镜技术对碱腐蚀界面颗粒凹凸以及表面纹理进行观察与描述;用往复式摩擦磨损实验机对碱腐蚀试样进行摩擦学性能评价。结果表明：高硅铝合金组织中主要由硅颗粒及第二相硬质点颗粒构成,平均硅颗粒尺寸为4.00μm,平均第二相颗粒尺寸为3.05μm;随腐蚀时间、深度的增加,腐蚀界面区域增大,表面凸凹及纹理更加清晰,当碱的质量分数为5%,溶液温度为40℃,腐蚀时间为30～40 s,摩擦学性能最优越。

喷射沉积耐热高硅铝合金Al-17Si-3Fe-4Ni-1Ce组织及性能的研究

在研究快速凝固高硅铝合金的组织特征和快速凝固工艺的基础上,对合金的成分进行了重新设计,加入了新的合金元素来提高合金的耐热性,并使用超音雾化和喷射沉积快速凝固技术制备了Al-17Si-3Fe-4Ni-1Ce合金粉末、沉积坯,而且还制作了沉积坯的挤压坯,采用XRD、SEM及TEM对合金的微观组织进行了观察和分析,采用差热分析法进行了相变分析,对合金沉积坯和挤压态在不同的温度下进行了加热,并分别比较了在不同温度下加热后的微观组织及硬度。此外还对铸态合金及快速凝固合金进行了耐磨性能比较试验。研究发现,喷射沉积工艺有效地细化了合金组织,使硅相和富铁相得以细化。Fe、Ni、Ce的加入,还有效地抑制了Si相的扩散及长大,同时,在合金中形成金属间化合物,因而提高了合金的耐热性,使合金的使用温度由原来的150℃提高到500℃,完全能满足需要。快速凝固制备的耐磨合金的耐磨性能远远好于铸态合金。

喷射成形高硅铝合金及其在导电材料方面的应用

本文介绍了喷射成形技术的特点及在高硅铝合金中的应用潜力,综述了喷射成形制备高硅铝合金的制取方法及研究现状,扼要地总结了喷射成形高硅铝合金在导电材料方面的应用,最后提出了这一研究领域中存在的问题及发展前景。

快速凝固AlSi_(17)Fe_6Cu_(4.5)Mg_(0.5)合金的组织及性能

采用超音速气体雾化法制备快速凝固高硅铝合金粉末 ,通过热挤压法对雾化合金粉末进行固结成形 ,并利用T6处理工艺对挤压态合金进行热处理。对不同状态合金材料的组织及变化特征进行研究 。

镧铈混合稀土变质Al-28%Si活塞合金

采用镧铈型混合稀土对过共晶Al-28%Si活塞合金进行了变质处理,对其显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:与单一稀土铈变质相比较,镧铈型混合稀土对该合金具有较好的变质效果,初晶硅的尺寸基本保持在20μm左右,且尖角大多钝化呈团球化状,共晶硅呈短杆状均匀分布;合金经过混合稀土变质后,晶界处产生复杂化合物组织起到了弥散强化作用,使其综合力学性能明显提高,尤其是高温强度的显著提高,已完全满足活塞合金在使用性能上对高温强度的要求。

高硅铝合金壳体激光封焊缺陷及机制分析

采用激光焊对硅含量为50%(质量分数)的高硅铝合金壳体和硅含量为27%的硅铝合金盖板进行封焊实验。通过对焊缝区微观组织的观察,获得了焊缝区的组织特征及存在的缺陷。分析认为,焊接过程中温度和应力的急剧变化引发高硅铝材料内部的硅裂是焊缝微裂纹产生的主要原因,也是壳体封焊后气密性不能满足要求的主要因素。在此基础上,通过对焊接参数优化改进,提高了接头的质量。

用于铝合金生产的高硅含量铝-硅中间合金的试制

用户需求w（Si）=55%-60%的高硅含量铝-硅中间合金,通过理论分析,确定了试制工艺,试制出了w（Si）=57.36%-58.12%的高硅含量铝-硅中间合金,通过在实验室的使用和工业生产中试用,验证了所制得的铝-硅中间合金的应用效果良好,为其在工业生产中应用奠定了基础。

微波组件激光封焊的温度场仿真

基于高斯面热源加三维锥体热源的组合热源模型和ANSYS有限元软件,建立了高硅铝合金微波组件壳体的激光焊接数值分析模型。使用三角周期函数实现热源功率的循环加载。通过激光焊接过程的热仿真,分析了密封焊接过程中,微波壳体四条边的温度分布规律以及温度变化趋势。仿真结果表明,焊缝中心的温度随着焊接过程的持续进行而不断升高,焊接速度的提高也导致焊缝中心温度增加。此外,焊接过程中,铝硅壳体温度也持续上升,第4道焊缝收弧时,该点附近底板温度已经达到210℃,会损害底板上电子元器件的性能。

高硅铝合金缸套温度场有限元分析

建立了内燃机缸套三维轴对称模型。根据稳态温度场控制方程,结合缸套内壁燃气侧的边界条件、缸套与机架间的换热系数以及缸套冷却水侧的边界条件,对铸铁和高硅铝合金缸套温度场、热应力和热变形进行了有限元分析,对比发现温度场中高硅铝合金缸套热传导性优于铸铁缸套,热变形分布和热应力分布中高硅铝合金缸套的最大和最小值均低于铸铁缸套的最大和最小值,说明高硅铝合金缸套的性能在各方面均优于铸铁缸套,是一种新型的缸套材料。

无硅无铝合金的开发

铁合金行业应开发含高Mg合金的铁水脱S剂,炼钢所需的无硅、无铝、特种合金、高效复合合金。铁合金的质量、纯度必须提高,更新产品和提高技术水平是铁合金行业求生存、求发展必由之路。

硼铁合金中硼、硅和铝含量的快速测定

通过对硼铁合金中硼、硅和铝含量分析方法的研究,开展了试样溶解（熔融）条件的选择、仪器工作条件的确定、校准曲线的选择和干扰元素的消除等条件试验;进行了对照试验、准确度和精密度等试验,本法采用碱熔融分解试样,选用铁基体加入标准溶液为校准曲线,在不需要加入内标元素的条件下,可以直接应用电感耦合等离子体原子发射光谱分析技术测定硼铁合金中硼、硅和铝的含量;本法试剂加入少,操作简便,可实用于生产检验,相对标准偏差为0.5%~5.0%。

化学刻蚀高硅铝合金缸套的摩擦磨损性能

采用对置往复式摩擦磨损试验机,选用铬基陶瓷复合镀活塞环(CKS环)为配副试样,研究机械珩磨+化学刻蚀法加工高硅铝合金缸套的摩擦磨损性能。通过测量摩擦因数、磨损量,用扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦显微镜(LSM)观察分析摩擦副磨损前后表面形貌。结果表明:在20℃下,将机械珩磨的高硅铝合金缸套试样浸入浓度为5%的NaOH溶液中腐蚀2min,可制备出硅颗粒凸出高度约为1μm的工作表面;相对于单纯采用机械珩磨加工方法制备的高硅铝合金缸套,机械珩磨+化学刻蚀加工的高硅铝合金缸套摩擦副的摩擦因数可从0.141 41降至0.129 56,降幅约为8.38%,两者的磨损量相近。采用机械珩磨加工方法的高硅铝合金缸套磨损试验后表面有磨粒磨损带来的轻微划痕,而化学刻蚀后的缸套磨损表面没有发现划痕现象,与其对磨的活塞环的磨损状况也较轻微。

梯度硅铝合金在高密度微波组件封装中的应用研究

伴随着微电子封装技术高速发展,单一的封装材料已经难以满足当前高密度集成微波组件封装所需的综合性能需求。在简述了微电子封装技术对材料的需求以及金属基材料存在的不足的基础之上,文中引入了一种新型微电子封装材料-梯度硅铝合金,开展了全方位的工艺验证,包括多芯连接器与盒体热失配、LTCC电路片与盒体热失配、盒体形变、法兰盘强度与激光焊接等单点工艺技术应用验证研究,随后进行了产品应用验证研究。在验证的基础上总结出了梯度硅铝作为封装材料的应用边界。研究结果丰富了微电子封装材料体系,推动了微电子封装技术的发展。