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原位TiB2/2014 Al復(fù)合材料的擠壓鑄造研究

顆粒增強(qiáng)Al合金基復(fù)合材料具有優(yōu)良的性能，廣泛用于汽車(chē)、航空等工業(yè)領(lǐng)域。在這些復(fù)合材料中，由K2TiF6、KBF4和Al熔融體進(jìn)行的放熱反應(yīng)而生成的TiB2顆粒增強(qiáng)Al基復(fù)合材料顯示出更多的優(yōu)點(diǎn)，相比傳統(tǒng)前原位復(fù)合材料，界面更清潔、界面結(jié)合更強(qiáng)、顆粒更細(xì)以及性能更好。以往研究復(fù)合材料零件常以傳統(tǒng)鑄造工藝成形，但增強(qiáng)顆粒降低了熔體金屬的流動(dòng)性，所以難于成形形狀復(fù)雜或薄壁的零件，還容易形成縮孔和氣孔。擠壓鑄造是一種近凈形成形方法，適應(yīng)鑄造性能較差合金的成形。2014鋁合金是一種高強(qiáng)度、高硬度鍛造鋁合金，在其中加入TiB2顆粒期望能提高力學(xué)性能。本文的目的在于找到對(duì)這種復(fù)合材料進(jìn)行擠壓鑄造的最佳工藝參數(shù)（表1），同時(shí)考察在不同擠壓壓力下微觀組織和力學(xué)性能的變化。

X-射線衍射圖像表明，試驗(yàn)復(fù)合材料中只有α-Al、θ-CuAl2和TiB23種相?；w中分布的TiB2顆粒尺寸小于2μm，在界面沒(méi)有反應(yīng)產(chǎn)物。力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果表明，在澆注溫度780℃、模具溫度250℃、壓力120MPa的條件下，可以得到最高的力學(xué)性能。該復(fù)合材料的擠壓鑄造成形性能比原合金差，這主要是由于TiB2顆粒的加入使得在空氣冷卻條件下凝固的開(kāi)始和結(jié)束都較早，并且材料的塑性和流動(dòng)性都有所降低。擠壓鑄造不僅對(duì)細(xì)化組織有效，而且可改善顆粒的分布狀態(tài)。

表1　試驗(yàn)擠壓參數(shù)

刊名：Materials Science and Technology（英）

刊期：2013年第11期

作者：J.Xue et al

編譯：張英才