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当铝合金快速凝固粉末组织及性能的研究

发布时间:2021-09-09 16:55:51 阅读: 来源:造雪机厂家

铝合金快速凝固粉末组织及性能的研究

摘要:为了对单个粉末的组织结构和性能进行研究,用室温电镀镍制备了包含超声气体雾化快速凝固Al-Fe-V-Si-Zr-Ti合金粉末的镀片试样。该镀片中粉末和镍基体之间结合良好,镀片可以用来制备普通金相样品、透射电镜观察样品,实现对粉末的热处理,测定单个粉末快速凝固及热处理后的硬度。

关大力发展新能源汽车产业键词:铝合金粉末组织性能

快速凝固铝合金粉末尺寸在数微米到数百微米之间,对单个粉末的组织和性能的研究具有一定的难度,为实现这一目标,需用特殊的方法制备包含粉末的某种聚合物或金属基复合材料[1,2]。试验应用室温电镀镍的方法,成功地制备了包含快速凝固Al-Fe-V-Si-Zr-Ti合金粉末的镀片试样。

1 镀片试样制备

包含粉末镀片试样的制备在自行设计的电镀装置上进行。装置由直流电源、调压器、电流计和镀槽等组成, 如图1所示。 阳极材料用电解镍, 阴极材料用紫铜箔,阴阳极水平配置。阴极可以根据需要分为多个区域,能同时对不同粒度和不同种类的多种合金粉末进行电镀处理。根据电镀粉末的特点,在常用暗镀镍镀液[3]的基础上,对镀液组成进行适当调整,配制电镀液,其组成见表1。

图1电镀装置示意图

表1电镀液成分组成/g

NiSO4.6H2ONaClH3BO3Na2SO4H2OC6H4COSO2NHC12H25NaSO微量微量

由于粉末表面氧化膜和油污等降低其导电能力,影响粉末和镀层之间的结合,所以粉末电镀前需进行预处理,先用控制产品质量和研究磨擦磨损机理的1个重要指标碱溶液去脂和清除氧化膜,然后依次用酸和水清洗,粉末预处理工艺流程见图2。处理后的粉末均匀铺展在阴极铜箔上预定位置,放入电镀液中进行电镀。

图2粉末预处理工艺流程

电镀过程中主要的工艺参数为镀液的pH值和阴极电流密度,要求控制镀液的pH值在3.8~5.1之间,阴极电流密度为(0.8~2.0)× A/cm2。电镀完成后,从镀液中取出阴极,清洗后把镀层从铜箔上剥离下来。试验成功地制备了包含快速凝固Al-Fe-V-Si-Zr-Ti合金粉末的镀片试样,合金成分(质量分数):8.3%的Fe,1.2%的V,1.7%的Si,1.6%的Zr,0.8%的Ti,余为铝。

2 粉末组织结构和性能研并在化工领域完成了利用究

2.1 SEM研究

镀片试样经预磨抛光后,用2Killer′s腐蚀剂轻微腐蚀,在S-570扫描电镜下观察镀镍层对粉末的包裹情况,粉末被电镀过程中在阴极上沉积的镍完全包裹,两者之间结合良好,预磨过程中粉末不会从基体中脱落(见图3)。也可以对抛光处理后的试样进行深腐蚀,在SEM下对粉末的组织进行分析研究。图4为74~97 μm粉末的组织,由于凝固潜热的影响,粉末组织不均匀,靠近表面处(见图4中A区)组织比内部(见图4中B区)细。

图3电镀薄片中镍完全包裹Al-Fe-V-Si-Zr-Ti合金粉末

图4Al-Fe-V-Si-Zr-Ti合金74~97μm粉末的组织

2.2 TEM研究

用电镀或化学镀的方法形成的包含粉末的镀片,可用来制备透射电镜观察样品,是研究粉末组织结构常用的方法[1,2,4~6]。本试验制备了Al-Fe-V-Si-Zr-Ti合金粉末

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