铝基复合材料增强体预处理与半固态浆料电磁搅拌制备工艺研究

提高增强颗粒与金属熔体间的浸润性,使增强颗粒均匀分布在浆料之中是制备金属基复合材料的关键。为此,本文从颗粒的预处理和电磁搅拌半固态复合工艺方面进行了试验研究。颗粒高温氧化处理试验研究表明:SiC颗粒表面的杂质主要是纳米级的SiC粉体和SiO2氧化膜。氧化时,颗粒表面的纳米粉体和颗粒尖角处首先发生氧化。氧化膜会吞陷表层SiC粉体,起到净化颗粒表面,提高浸润性的作用。氧化层的厚度增加速度随着时间的增加而降低,6h以后趋于平稳。化学镀铜试验研究表明:SiC的化学稳定性,化学镀覆的粗化工艺并不能使其表面粗糙化。传统化学镀铜的载量在20dm2/l左右时能获得均匀且致密的镀层。为了提高化学镀铜的效率,降低镀铜成本,提出了一种不用敏化、活化的颗粒镀铜新工艺。在该工艺下,镀铜的加载量能达到200dm2/l,虽然镀层致密性下降,但仍能作为SiC颗粒的预处理工艺来改善颗粒与熔体间浸润性。研究了增强颗粒预处理工艺及其加入方式、金属熔体流动状态以及电磁搅拌频率等工艺参数对半固态复合浆料制备的影响。结果表明,当电磁搅拌频率为6Hz,采取从中部加入的方式加入表面镀铜处理的颗粒,并在坩埚内设置引流叶片提高熔体流动的紊乱度的情况下,可以改善颗粒与熔体间的浸润性,并使颗粒在搅拌坩埚内均匀分布。