SiCp/AZ91 复合材料大口径管材的热挤压成形研究
2020-09-29董成材周海涛李雪健王晓军吴昆
精密成形工程 2020年5期
董成材,周海涛,李雪健,王晓军,吴昆
(1.哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院,哈尔滨 150001;2.上海航天精密机械研究所,上海 201600)
镁基复合材料继承了基体镁合金密度小等天然优势,并克服了镁合金刚度低的先天不足,具有高比强度和比刚度,弹性模量可达100 GPa,约为基体镁合金弹性模量的2.5 倍,在航空航天等轻量化领域具有重要的应用前景[1—3]。由于其工艺简单、成本低和易于制备大尺寸铸锭,搅拌铸造技术成为目前最具商业化应用前景的镁基复合材料制备工艺[4—5]。镁基复合材料中高含量增强体的加入导致其塑性较差,导致镁基复合材料的成形加工很困难,这种问题成为一个国际性难题,严重限制了镁基复合材料的发展与应用[6—7]。在航天等轻量化领域需要镁基复合材料大口径的镁基复合材料管材。热挤压是目前金属管材中比较通用的方法,但是国内外尚未见镁基复合材料大口径挤压管材挤压加工方面的相关报道,因此,文中利用搅拌铸造法制备了SiCp/AZ91 复合材料大尺寸铸锭,然后开展大口径镁基复合材料管材的热挤压成形研究,并对复合材料管材的显微组织和力学性能进行研究。
1 研究方案与试验方法
1.1 SiCp/AZ91 复合材料百公斤级大尺寸铸锭
SiCp/AZ91 复合材料百公斤级大尺寸铸锭在哈尔滨工业大学自制的搅拌铸造设备上进行,具体工艺为:在700 ℃下将AZ91 镁合金放入坩埚中熔化后,调节炉温至590 ℃并保温30 min,使镁熔体进入半固态区间。扒渣后安装搅拌桨,然后开动搅拌机,在熔体表面产生合适的涡流后,有序加入预热到600 ℃的SiCp。……
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