保温时间对挤压成型 SiCp/2014铝基复合材料组织的影响论文

　　引言

　　颗粒增强铝基复合材料具有质量轻、强度高、硬度高、热膨胀系数小、耐磨性好等优点，被广泛应用于航空航天、交通运输以及电子封装等行业。其主要制备工艺为粉末冶金、搅拌铸造、喷射沉积、压力浸渗等工艺。其中搅拌铸造法对设备要求低、工艺简单、易于实现，适合于大规模工业化生产，但搅拌铸造法获得的颗粒增强复合材料存在组织不致密、颗粒分布不均等缺陷。本文通过挤压处理以期进一步改善搅拌铸造获得的 SiCp/2014 铝基复合材料的组织。

　　试验方法

　　样品制备

　　首先采用搅拌铸造法制备 SiCp/2014 铝基复合材料，复合材料中 SiC 颗粒的体积含量为 4wt.%、SiC 颗粒的尺寸为 10μm。铸造得到直径为 Ф45 mm 的毛坯，经车削加工成直径 Ф38mm×15 mm 的试样，进行挤压处理。

　　测试表征

　　光学显微组织分析(OM)在德国ZESS显微镜(Zeiss–Axio Imager A2m)上进行。样品制备方法：对经研磨、抛光制作工艺的标准金相试样用1% HF、1.5% HCl、2.5%HNO3和蒸馏水配制的溶液腐蚀，再置于酒精中用超声波对样品清洗 5 min，最后吹干即可。

　　实验结果分析及讨论

　　图 1 为同一挤压温度(510℃)、同一挤压比(19：1)、不同保温时间(30 min、60 min、90 min)的条件下，SiCp/2014 铝基复合材料挤压样的金相显微组织照片。图 1 中(a)、(c)、(e)为与挤压方向垂直的铝基复合材料的金相显微组织图。通过三个图对比后，我们可以看出，在挤压温度达到 510℃后，SiCp 颗粒在基体中分布并不是随着保温时间的'增加而趋于均匀分布的状态，保温时间 30 min 时，SiC 颗粒在基体中的分布相对均匀;保温时间超过60 min时，SiC颗粒团聚现象没有得到明显改善。图 1(b)、(d)、(f)为与挤压方向平行的铝基复合材料的金相显微组织图，其中，箭头的指向是与挤压方向平行。从图(b)、(d)、(f)中可以看到，经过挤压后，复合材料组织有明显被拉长的痕迹，SiCp 颗粒聚团随挤压方向也被拉开，颗粒分散开来，这是因为在热挤压过程中，SiCp 颗粒为了协调基体的塑性变形，会沿着挤压方向产生一定的相对滑移和转动，最终形成了与挤压方向平行的线形分布。

　　结语

　　(1)当挤压温度和挤压比一定时，与保温时间 60min 和 90 min 相比，保温时间 30 min，材料的组织最为均匀，SiCp 颗粒团得到分散。

　　(2)热挤压加工在一定程度上能消除 SiCp/2014Al复合材料中的铸造缺陷，并能消除增强体 SiCp 团聚的现象，使颗粒分布均匀。