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1、基于新SIMA法的AISi30合金半固態(tài)坯料制備試驗研究摘要A1Si30合金為典型的過共晶鋁硅合金，具有比重小、耐磨性高、膨脹性低和鑄造性能好等突出優(yōu)點，被廣泛應用于制造電子封裝材料、汽車耐磨零部件等。傳統(tǒng)的鑄造成形和粉末冶金成形都存在著一定的缺陷，比如鑄造成形組織中往往具有粗大的，板片狀的初晶硅；傳統(tǒng)粉末冶金壓坯階段往往變形不足，且很難實現(xiàn)近凈成形，嚴重限制了該合金的進一步發(fā)展。傳統(tǒng)的應變誘導熔體激活法(SIMA)包括熱態(tài)擠壓、冷變形和隨后的半固態(tài)等溫處理等工藝過程。而新SIMA法是將等通道轉角擠壓的大塑性變形工藝替代傳統(tǒng)SIMA法中的冷、熱塑性變形來制備半固態(tài)坯料
2、。本文主要是基于新SIMA法，對A1Si30合金半固態(tài)坯料的制備進行試驗研究。首先，研究了等通道轉角擠壓階段擠壓溫度、擠壓路徑對粉體擠壓坯的顯微組織和性能的影響。結果表明：經(jīng)等通道轉角擠壓后，微觀組織中，初晶硅被破碎、磨圓，顯微硬度大幅度提高，累積了一定的變形能，為后續(xù)的半固態(tài)等溫處理提供了良好的應變誘導條件。同時，分析了A1Si30合金粉末套管等通道轉角擠壓致密化及應變能的累積機理：等通道轉角擠壓過程中擠壓坯的致密化及應變能的累積主要與單個粉末顆粒內部各相之間以及粉末顆粒之間的相互作用情況有關。其次，研究了等通道轉角擠壓溫度、擠壓路徑以及半固態(tài)等溫處理的保溫溫度、保
3、溫時間對半固態(tài)組織演變的影響。結果表明：保溫溫度是初晶硅晶粒大小和圓整程度的主要影響因素；影響初晶硅晶粒大小的次要因素是保溫時間；影響初晶硅圓整度的次要因素是等徑角擠壓的溫度；試驗的最佳工藝參數(shù)為：等徑角擠壓溫度500℃，擠壓路徑A，保溫溫度605℃，保溫時間55rain。同時，分析了過共晶A1Si30合金半固態(tài)組織的演變機理：過共晶A1Si30合金半固態(tài)組織的演變主要與兩個過程有關，一個是低熔點基體中，硅的析出、合并、長大、粗化過程；另一個是初晶硅周圍低熔點基體相中，硅顆粒向其偏聚所產(chǎn)生的粗化過程。兩個過程同時進行，完成了半固態(tài)組織的演變過程。本文由AISi30合金
4、粉末經(jīng)新SIMA法制備其半固態(tài)坯料。一方面克服了傳統(tǒng)鑄造中初晶硅粗大、成板片狀結構的缺陷以及傳統(tǒng)粉末冶金成形中，粉末固化階段變形不足的缺陷：另一方面為A1Si30合金實現(xiàn)近凈成形提供了可能。具有很高的理論研究價值和應用前景。關鍵詞：A1Si30合金粉末；新SIMA法；半固態(tài)；ECAP法；正交試驗ExperimentalstudyonFabricationofSemisolidBilletofAISi30AlloyBasedonNewSIMAMethodABSTRACTA1Si30alloybelongstotypicalhypereutecticAluminum—Si
5、liconalloys，whichiswell—knownforitslightness，outstandingwearresistance，lowthermalexpansionandgoodcastingcharacteristics．Ithasreceivedbroadapplications，suchaselectronicpackagingmaterials，wearresistantautomobilepartsandetc．However，duetothedisadvantagesofconventionalingotmetallurgy(IM)andp
6、owdermetallurgy(PM)forming，theserefertorelativelycoarseandbrittleprimarySiparticleswithshapeangleinconventionalcastingofAISi30alloysandpoorformabilityofA1Si30alloypowderinthesolidstateinconventionalPMforming，andnotachievingnet—shapeforming，thesegreatlyconfineitsfurtherapplication．Thecon
7、ventionalstraininducedmeltactivating(SIMA)methodincludesseveraltypicaltechnicalprocessingasfollows：hotextrusionprocessing，colddeformationandsubsequentisothermalheattreatmentprocessing．whilenewSIMAistofabricatesemisolidbilletbyusingequalchannelangularpressing(ECAP)methodasasubst
