编号：FTJS106862
篇名：铝基复合材料搅拌摩擦加工制备工艺及其耐磨性能研究进展
作者：刘傲翔 王江涛 李星辰 何明涛 胡可军 谢利 刘超 王明智
关键词： FSP 铝合金 铝基复合材料 增强相种类 增强相含量 搅拌道次 焊接参数 耐磨性能
机构： 江苏理工学院材料工程学院
摘要： 铝基复合材料具有密度低、加工性能良好、耐腐蚀等特点,在高性能制造方面拥有举足轻重的地位,被广泛应用于航空航天、船舶机械等领域。然而,在往复运动的工况条件下,工件之间的磨损对材料的性能影响最为显著,从而降低工件的服役寿命。因此,提高工件耐磨性能和延长服役寿命,对于扩展铝合金的使用范围具有非常重要的意义。在制备铝基复合材料的工艺中,搅拌摩擦加工(Friction stir processing,FSP)技术是制备复合材料的新兴方式之一,所制备的复合材料具有优异的微观组织、不易产生界面反应等特点。所以,搅拌摩擦加工技术在铝基复合材料的生产中有巨大的应用潜力。针对搅拌摩擦加工制备铝基复合材料进行了综述,重点介绍了增强相的种类和含量,以及搅拌摩擦加工中的搅拌道次和焊接等参数,并且讨论了上述因素对铝基复合材料耐磨性能的影响。结果表明:随着增强相含量的增多,铝基复合材料的耐磨性能增强,但过多的含量反而会导致耐磨性能降低;随着搅拌道次的增加,有利于晶粒的细化,但是晶粒的细化程度过高,反而降低了铝基复合材料的耐磨性能。在此基础上,还研究了提高耐磨性能的机理。结果表明,在往复磨损过程中,材料的亚表层易形成动态再结晶,而动态再结晶尺寸对复合材料的耐磨性能有影响,过小的结晶尺寸会使耐磨性能下降。此外,还指出了搅拌摩擦加工制备铝基复合材料过程中存在的问题,如纳米增强相的团聚现象,以及选取适合FSP的工艺窗口等。最后,对FSP未来的研究趋势进行了展望。
