JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

原位反应剂质量分数对复合强化法制备混杂颗粒增强铝基复合材料的影响

高红霞 ,  王蒙

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高红霞, 王蒙. 原位反应剂质量分数对复合强化法制备混杂颗粒增强铝基复合材料的影响[J]. 轻工学报, 2020, 35(5): 48-54. doi: 10.12187/2020.05.007
引用本文: 高红霞, 王蒙. 原位反应剂质量分数对复合强化法制备混杂颗粒增强铝基复合材料的影响[J]. 轻工学报, 2020, 35(5): 48-54. doi: 10.12187/2020.05.007
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GAO Hongxia and WANG Meng. Effect of in-situ reactant mass fraction on hybrid particle reinforced aluminum matrix composites prepared by composite strengthening method[J]. Journal of Light Industry, 2020, 35(5): 48-54. doi: 10.12187/2020.05.007
Citation: GAO Hongxia and WANG Meng. Effect of in-situ reactant mass fraction on hybrid particle reinforced aluminum matrix composites prepared by composite strengthening method[J]. Journal of Light Industry, 2020, 35(5): 48-54. doi: 10.12187/2020.05.007
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原位反应剂质量分数对复合强化法制备混杂颗粒增强铝基复合材料的影响

  • 郑州轻工业大学 机电工程学院, 河南 郑州 450002

    • 作者简介: 高红霞(1965-),女,河南省洛阳市人,郑州轻工业大学教授,主要研究方向为金属基复合材料.;

  • 基金项目: 河南省科技攻关项目（162102210064）

  • 中图分类号: TB333

Effect of in-situ reactant mass fraction on hybrid particle reinforced aluminum matrix composites prepared by composite strengthening method

  • College of Mechanical and Electrical Engineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450002, China

  • Received Date: 2019-09-08

    CLC number: TB333

  • 摘要: 采用纳米颗粒强化、热压强化等多种方式相结合的复合强化法，以Al-Si系合金为基体、纳米级CuO颗粒为原位反应剂，外加微米SiC颗粒制备多尺度混杂颗粒增强铝基复合材料，并对其组织形貌进行表征，研究CuO质量分数对其硬度和耐磨性的影响.结果表明：所得复合材料的组织为共晶组织（α+Si）+SiC颗粒+AlCu3颗粒，且随着CuO质量分数的增加，共晶组织的α晶粒和点状Si变得更加细小.当CuO质量分数为3.0%，即试样配方为3.0% CuO+15.0% SiC+82.0% Al-Si时，复合材料的硬度最大，为88.8 HB，比基体硬度（51.8 HB）提高了71.4%；同时，复合材料的磨损量最低，为0.003 0 g，且耐磨性最好，相对耐磨性为2.93%，是基体耐磨性的2.93倍.
    Abstract: The reinforced aluminum matrix composites was prepared by using the composite strengthening method combining various methods such as nanoparticle strengthening and hot pressing strengthening, with Al-Si alloy as the matrix, nano-scale CuO particles as the in-situ reactant, and micron SiC particles plus multi-scale hybrid particles, the structure and morphology of the composites were characterized, and the effect of the in-situ reactant CuO mass fraction on its hardness and wear resistance was studied. The results showed that the structure of the obtained composites was eutectic structure (α + Si) + SiC particles + AlCu3 particles, and with the increase of the mass fraction of CuO, the α grains and point Si of the eutectic structure became finer. When the CuO mass fraction was 3.0%, that was, the sample formula was 3.0% CuO+15.0% SiC+82.0% Al-Si, the composites had the largest hardness of 88.8 HB, which was 71.4% higher than the matrix hardness (51.8 HB). At the same time, the composites had the lowest wear amount of 0.003 0 g, and the best wear resistance, the relative wear resistance was 2.93%, which was 2.93 times that of the matrix.
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  • 收稿日期:  2019-09-08
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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高红霞, 王蒙. 原位反应剂质量分数对复合强化法制备混杂颗粒增强铝基复合材料的影响[J]. 轻工学报, 2020, 35(5): 48-54. doi: 10.12187/2020.05.007
引用本文: 高红霞, 王蒙. 原位反应剂质量分数对复合强化法制备混杂颗粒增强铝基复合材料的影响[J]. 轻工学报, 2020, 35(5): 48-54. doi: 10.12187/2020.05.007
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GAO Hongxia and WANG Meng. Effect of in-situ reactant mass fraction on hybrid particle reinforced aluminum matrix composites prepared by composite strengthening method[J]. Journal of Light Industry, 2020, 35(5): 48-54. doi: 10.12187/2020.05.007
Citation: GAO Hongxia and WANG Meng. Effect of in-situ reactant mass fraction on hybrid particle reinforced aluminum matrix composites prepared by composite strengthening method[J]. Journal of Light Industry, 2020, 35(5): 48-54. doi: 10.12187/2020.05.007
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原位反应剂质量分数对复合强化法制备混杂颗粒增强铝基复合材料的影响

    作者简介:高红霞(1965-),女,河南省洛阳市人,郑州轻工业大学教授,主要研究方向为金属基复合材料.
  • 郑州轻工业大学 机电工程学院, 河南 郑州 450002
  • 收稿日期: 2019-09-08
基金项目:  河南省科技攻关项目（162102210064）

摘要: 采用纳米颗粒强化、热压强化等多种方式相结合的复合强化法，以Al-Si系合金为基体、纳米级CuO颗粒为原位反应剂，外加微米SiC颗粒制备多尺度混杂颗粒增强铝基复合材料，并对其组织形貌进行表征，研究CuO质量分数对其硬度和耐磨性的影响.结果表明：所得复合材料的组织为共晶组织（α+Si）+SiC颗粒+AlCu3颗粒，且随着CuO质量分数的增加，共晶组织的α晶粒和点状Si变得更加细小.当CuO质量分数为3.0%，即试样配方为3.0% CuO+15.0% SiC+82.0% Al-Si时，复合材料的硬度最大，为88.8 HB，比基体硬度（51.8 HB）提高了71.4%；同时，复合材料的磨损量最低，为0.003 0 g，且耐磨性最好，相对耐磨性为2.93%，是基体耐磨性的2.93倍.

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