碳化硅铝基复合材料

关于碳化硅铝基复合材料第一页，共十八页，2022年，8月28日目录1、生产背景2、结构组织

3、制造工艺4、运用压力铸造工艺液态搅拌铸造法喷射共沉淀法粉末冶金法压力浸渗工艺第二页，共十八页，2022年，8月28日

生产背景

密度：为钢的1/3强度：比纯铝和中碳钢都高具有：较高的耐磨性SiC铝基体复合材料高韧性高塑性高模量高硬度第三页，共十八页，2022年，8月28日

结构组织

SiC颗粒增强铝基复合材料碳化硅颗粒状的铝第四页，共十八页，2022年，8月28日

结构组织

SiC石英砂石油焦(或煤焦)木屑高温冶炼第五页，共十八页，2022年，8月28日制造工艺压力铸造法：颗粒预制块的制备和液态铝合金在一定压力下渗入预制块中两部分。

第六页，共十八页，2022年，8月28日制造工艺

粉末冶金法：第七页，共十八页，2022年，8月28日制造工艺

粉末冶金法是最早用来制造铝基复合的方法,是一种比较成熟的工艺方法。

优点:

可将增强物颗粒和铝合金粉按任意比例混合,而且混合均匀性好,不会出现偏析和偏聚,制备的复合材料机械性能较高。

缺点：

粉末冶金法制造工艺及装备复杂,生产成本高。第八页，共十八页，2022年，8月28日

喷射共沉淀法

制造工艺第九页，共十八页，2022年，8月28日制造工艺优点：增强颗粒分布均匀没有严重的界面反应基体组织有快速凝固特征呈细小等轴晶形态等优点且产率高易于制备大件。第十页，共十八页，2022年，8月28日

压力浸渗工艺

原理：压力浸渗工艺是先将增强体制成预制件,再将预制件放入模具后,以惰性气体或机械装置为压力媒体将铝液压入预制件的间隙,凝固后即形成复合材料。

优点：这种工艺简单,但预制件中的气体不易在凝固前排出而造成气孔与疏松,同时预制件也易产生变形和偏移。

制造工艺第十一页，共十八页，2022年，8月28日

压力浸渗工艺图：

制造工艺第十二页，共十八页，2022年，8月28日

液态搅拌铸造法

基本原理：将SiC颗粒增强物直接加入到熔融的铝合金中,通过一定方式的搅拌使颗粒均匀地分散在基体熔体中,复合成颗粒增强铝基复合材料。复合好的熔体可浇铸成锭坯、铸件等使用。优点：工艺简单、生产效率高、制造成本低廉。复合好的铸锭经重熔后,可精密压成各种型材、管材、棒材等。是目前最成熟、最具竞争力、也是工业化规模生产铝基复合材料的最主要的方法。

制造工艺第十三页，共十八页，2022年，8月28日应用

在汽车领域的应用

美国的Duralcan研制出用SiC颗粒增强铝基复合材料制造汽车制动盘,用其代替传统铸铁制动盘，使其重量减轻了60%~40%,而且提高了耐磨性能,噪音明显减小,摩擦散热快;同时该公司还用SiC颗粒增强铝基复合材料制造了汽车发动机活塞和齿轮箱等汽车零部件,这种汽车活塞比铝合金活塞具有较高的耐磨性、良好的耐高温性能和抗咬合性能,同时热膨胀系数更小,导热性更好。

第十四页，共十八页，2022年，8月28日在航空航天领域的应用Cercast公司采用熔模铸造工艺研制成A357SiC20%Vol+复合材料,用该材料代替钛合金制造直径达180mm、重17.3kg的飞机摄相镜方向架,使其成本和重量明显降低,同时该复合材料还可用来制造卫星反动轮和方向架的支撑架。

美国DWA公司用/6061SiC25%p铝基复合材料代替7075制造航空结构的导槽、角材，使其密度下降了17%，模量提高了65%。

应用第十五页，共十八页，2022年，8月28日

铸造SiC颗粒增强A356和A357复合材料可以制造飞机液压管、直升机的起落架和阀体等应用第十六页，共十八页，2022年，8月28日在