原位TiB2/2014 Al复合材料的挤压铸造研究

2016-01-13

汽车文摘 2015年5期

颗粒增强Al合金基复合材料具有优良的性能，广泛用于汽车、航空等工业领域。在这些复合材料中，由K2TiF6、KBF4和Al熔融体进行的放热反应而生成的TiB2颗粒增强Al基复合材料显示出更多的优点，相比传统前原位复合材料，界面更清洁、界面结合更强、颗粒更细以及性能更好。以往研究复合材料零件常以传统铸造工艺成形，但增强颗粒降低了熔体金属的流动性，所以难于成形形状复杂或薄壁的零件，还容易形成缩孔和气孔。挤压铸造是一种近净形成形方法，适应铸造性能较差合金的成形。2014铝合金是一种高强度、高硬度锻造铝合金，在其中加入TiB2颗粒期望能提高力学性能。本文的目的在于找到对这种复合材料进行挤压铸造的最佳工艺参数（表1），同时考察在不同挤压压力下微观组织和力学性能的变化。

X-射线衍射图像表明，试验复合材料中只有α-Al、θ-CuAl2和TiB23种相。基体中分布的TiB2颗粒尺寸小于2μm，在界面没有反应产物。力学性能检测结果表明，在浇注温度780℃、模具温度250℃、压力120MPa的条件下，可以得到最高的力学性能。该复合材料的挤压铸造成形性能比原合金差，这主要是由于TiB2颗粒的加入使得在空气冷却条件下凝固的开始和结束都较早，并且材料的塑性和流动性都有所降低。挤压铸造不仅对细化组织有效，而且可改善颗粒的分布状态。