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第9期 曾莉等：高体积分数SCpA复合材料杯形件高温反挤压成形 .1191. 的变形温度和较大的挤压速度条件下，高温反挤压 [4]Xu FM,Wu L C Han G W,et al Campression creep behavior 后的复合材料颗粒尺寸随着变形温度的升高和挤压 of high vohme fraction of SC particles reinforced Al camnposite 速度的减小而降低.由图10(c)可以看出，当变形 fabricated by pressumeless infiltration Chin J Aemonaut 2007,20 (2):115 温度较高、挤压速度较小时，颗粒无明显断裂，原因 [5]Guo SW,LiL B ZhangG Y.etal Adhesion analysis ofelectmo" 在于：在变形温度较低、反挤压速度较大的条件下， less Ni coating on SCp/AI camposite m iror substrate Rare Met 复合材料杯形件内角处的变形量大，颗粒容易破碎； Mater Eng200837(6):960 而在较高的变形温度和较低的应变速率下进行反挤 (国绍文，李丽波，张广玉，等.SCpA1复合材料反射镜坯表 压，颗粒随基体协调变形的能力强，复合材料的成形 面镀镍层的结合分析·稀有金属材料与工程，200837(6)： 960) 性好， [6]Lu JW,Zheng ZX.W ang JM.Pressureless infiltration of liqud 3结论 ahm inum alloy nto SC prefoms to fom nearnet shape SC/Al composites J Allbys Camnpd 2008 465(1/2):239 (1)在高体积分数SCp/A1复合材料高温反挤 [7]He C L Zhou Q Lu JT:Effect of size of rein forcement on thick- 压过程的变形初期，复合材料的变形大致分为三个 ness of anodized coatings on ST/AI matrix camnposites Mater Lctt200862(16):2441 阶段：变形初期的低变形抗力阶段一变形抗力随 [8]Shao Y F.XiQ F.Bemd L et al Effects of particle size parti 变形量增加无明显变化；颗粒转动、破碎阶段一颗 cle/matrix nterface adhesion and particle loading on mechanical 粒与基体协调变形，变形抗力随变形量增加而缓慢 pmoperties of particulale-polymer composites Campos Part B 增大；后期的高变形抗力阶段一当变形达到一定 200839(6):933 程度后，颗粒转动阻力增大，颗粒与基体协调变形能 [9]KaskelS K mw iec P.Themal stability of high surface ara silicon catbile materials J Solid State Che.2006 179(8):2281 力变差，变形抗力随变形量的增加而迅速上升， [10]SabooriM.Bakhshi JM.NooraniA M.et al Experinental and (2)高体积分数S℃p/A1复合材料通过反挤压 numerical study of energy consumption n fowwand and backwan 方式，在适当的变形条件下(800℃4.5mm· md extrusion JMater Process Technol 2006,177(1/3):612 mn),可成形表面质量较好的杯形件. [11]Kin S H.Chung S W.Padmanaban S Investigation of hbrica- (3)高体积分数S℃p/A1复合材料高温反挤压 tion effect on the backwan extmusion of thinwalled rectangular 变形后，基体仍保持连续，颗粒分布均匀性较好，当 ahm num case with large aspect ratio J Ma ter Pmocess Technol 2006180(13):185 变形温度较低、挤压速度较大时，复合材料高温反挤 [12]RaaK U.Henry V.Physical and numerical analysis of the met 压后的组织、颗粒大小不均匀，杯形件内角处颗粒较 al flw over the punch head n backwand cup extmusion of alm n- 小；当变形温度较高、挤压速度较小时，复合材料杯 im JMater Pmocess Technol 2006 172(2):312 形件内部颗粒尺寸均匀· [13]Em il E UlfE Process characterization and material flow in mi cmofom ing at elvated temperatures J Manuf Pmoesses 2004.6 参考文献 (1):1 [1]Yang Z Y.Han JM.LiW J etal Stdy on fmachire behavior of [14]Li JH.LiC F The effect of backwand extmuision on the whisker SCp/A356 camposites Rare Met 2006.25(Suppl2):168 mopholgy ofSCw /6061A I JMater P mcess Technol 2004.151 [2]Guo H M.YangM J Hu B Rheocasting of A356 alboy by low su- (13):302 petheat pourng with a shearng field Acta Metall Sin Engl Ed [15]Shin T J Lee Y H.Yeam JT et al Pmcess optinal design in 200619(5):328 non-isothemal backwand extmusion of a titanim alloy by the finite [3]Cui Y,W ang L F:Ren J Y.Multi-functional S/AI composites ekment method Camput Methods Appl Mech Eng 2005 194 for aemospace applications Chin J Aemonaut 2008 21(6):578 (3638):3838第 9期 曾 莉等： 高体积分数 ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料杯形件高温反挤压成形 的变形温度和较大的挤压速度条件下高温反挤压 后的复合材料颗粒尺寸随着变形温度的升高和挤压 速度的减小而降低．由图 10（ｃ）可以看出当变形 温度较高、挤压速度较小时颗粒无明显断裂．原因 在于：在变形温度较低、反挤压速度较大的条件下 复合材料杯形件内角处的变形量大颗粒容易破碎； 而在较高的变形温度和较低的应变速率下进行反挤 压颗粒随基体协调变形的能力强复合材料的成形 性好． 3 结论 （1） 在高体积分数 ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料高温反挤 压过程的变形初期复合材料的变形大致分为三个 阶段：变形初期的低变形抗力阶段———变形抗力随 变形量增加无明显变化；颗粒转动、破碎阶段———颗 粒与基体协调变形变形抗力随变形量增加而缓慢 增大；后期的高变形抗力阶段———当变形达到一定 程度后颗粒转动阻力增大颗粒与基体协调变形能 力变差变形抗力随变形量的增加而迅速上升． （2） 高体积分数 ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料通过反挤压 方式在 适 当 的 变 形 条 件 下 （800℃／4∙5ｍｍ· ｍｉｎ —1 ）可成形表面质量较好的杯形件． （3） 高体积分数 ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料高温反挤压 变形后基体仍保持连续颗粒分布均匀性较好．当 变形温度较低、挤压速度较大时复合材料高温反挤 压后的组织、颗粒大小不均匀杯形件内角处颗粒较 小；当变形温度较高、挤压速度较小时复合材料杯 形件内部颗粒尺寸均匀． 参 考 文 献 ［1］ ＹａｎｇＺＹＨａｎＪＭＬｉＷ Ｊｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｎｆｒａｃｔｕｒｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆ ＳｉＣｐ／Ａ356ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．ＲａｒｅＭｅｔ200625（Ｓｕｐｐｌ2）：168 ［2］ ＧｕｏＨＭＹａｎｇＭＪＨｕＢ．ＲｈｅｏｃａｓｔｉｎｇｏｆＡ356ａｌｌｏｙｂｙｌｏｗｓｕ- ｐｅｒｈｅａｔｐｏｕｒｉｎｇｗｉｔｈａｓｈｅａｒｉｎｇｆｉｅｌｄ．ＡｃｔａＭｅｔａｌｌＳｉｎＥｎｇｌＥｄ 200619（5）：328 ［3］ ＣｕｉＹＷａｎｇＬＦＲｅｎＪＹ．Ｍｕｌｔｉ-ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌＳｉＣ／Ａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｆｏｒａｅｒｏｓｐａｃｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．ＣｈｉｎＪＡｅｒｏｎａｕｔ200821（6）：578 ［4］ ＸｕＦＭＷｕＬＣＨａｎＧＷｅｔａｌ．Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｃｒｅｅｐｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆｈｉｇｈｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎｏｆＳｉＣｐａｒｔｉｃｌｅｓｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄＡｌｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｆａｂｒｉｃａｔｅｄｂｙｐｒｅｓｓｕｒｅｌｅｓｓｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ．ＣｈｉｎＪＡｅｒｏｎａｕｔ200720 （2）：115 ［5］ ＧｕｏＳＷＬｉＬＢＺｈａｎｇＧＹｅｔａｌ．Ａｄｈｅｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏ- ｌｅｓｓＮｉｃｏａｔｉｎｇｏｎＳｉＣｐ／Ａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｉｒｒｏｒｓｕｂｓｔｒａｔｅ．ＲａｒｅＭｅｔ ＭａｔｅｒＥｎｇ200837（6）：960 （国绍文李丽波张广玉等．ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料反射镜坯表 面镀镍层的结合分析．稀有金属材料与工程200837（6）： 960） ［6］ ＬｉｕＪＷＺｈｅｎｇＺＸＷａｎｇＪＭ．Ｐｒｅｓｓｕｒｅｌｅｓｓｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｏｆｌｉｑｕｉｄ ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｉｎｔｏＳｉＣｐｒｅｆｏｒｍｓｔｏｆｏｒｍ ｎｅａｒ-ｎｅｔ-ｓｈａｐｅＳｉＣ／Ａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．ＪＡｌｌｏｙｓＣｏｍｐｄ2008465（1／2）：239 ［7］ ＨｅＣＬＺｈｏｕＱＬｉｕＪＴ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｓｉｚｅｏｆｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｏｎｔｈｉｃｋ- ｎｅｓｓｏｆａｎｏｄｉｚｅｄｃｏａｔｉｎｇｓｏｎＳｉＣ／Ａｌｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．Ｍａｔｅｒ Ｌｅｔｔ200862（16）：2441 ［8］ ＳｈａｏＹＦＸｉＱＦＢｅｒｎｄＬｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｐａｒｔｉ- ｃｌｅ／ｍａｔｒｉｘｉｎｔｅｒｆａｃｅａｄｈｅｓｉｏｎａｎｄｐａｒｔｉｃｌｅｌｏａｄｉｎｇｏｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ– ｐｏｌｙｍｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．ＣｏｍｐｏｓＰａｒｔＢ 200839（6）：933 ［9］ ＫａｓｋｅｌＳＫｒａｗｉｅｃＰ．Ｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｈｉｇｈｓｕｒｆａｃｅａｒｅａｓｉｌｉｃｏｎ ｃａｒｂｉｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓ．ＪＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＣｈｅｍ2006179（8）：2281 ［10］ ＳａｂｏｏｒｉＭＢａｋｈｓｈｉＪＭＮｏｏｒａｎｉＡＭｅｔａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｔｕｄｙｏｆｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｎｆｏｒｗａｒｄａｎｄｂａｃｋｗａｒｄ ｒｏｄｅｘｔｒｕｓｉｏｎ．ＪＭａｔｅｒＰｒｏｃｅｓｓＴｅｃｈｎｏｌ2006177（1／3）：612 ［11］ ＫｉｍＳＨＣｈｕｎｇＳＷＰａｄｍａｎａｂａｎＳ．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｌｕｂｒｉｃａ- ｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｂａｃｋｗａｒｄｅｘｔｒｕｓｉｏｎｏｆｔｈｉｎ-ｗａｌｌｅｄｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ ａｌｕｍｉｎｕｍｃａｓｅｗｉｔｈｌａｒｇｅａｓｐｅｃｔｒａｔｉｏ．ＪＭａｔｅｒＰｒｏｃｅｓｓＴｅｃｈｎｏｌ 2006180（1／3）：185 ［12］ ＲａｍａＫＵＨｅｎｒｙＶ．Ｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｍｅｔ- ａｌｆｌｏｗｏｖｅｒｔｈｅｐｕｎｃｈｈｅａｄｉｎｂａｃｋｗａｒｄｃｕｐｅｘｔｒｕｓｉｏｎｏｆａｌｕｍｉｎ- ｉｕｍ．ＪＭａｔｅｒＰｒｏｃｅｓｓＴｅｃｈｎｏｌ2006172（2）：312 ［13］ ＥｍｉｌＥＵｌｆＥ．Ｐｒｏｃｅｓｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄｍａｔｅｒｉａｌｆｌｏｗｉｎｍｉ- ｃｒｏｆｏｒｍｉｎｇａｔｅｌｅｖａｔｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ．ＪＭａｎｕｆＰｒｏｃｅｓｓｅｓ20046 （1）：1 ［14］ ＬｉＪＨＬｉＣＦ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｂａｃｋｗａｒｄｅｘｔｒｕｓｉｏｎｏｎｔｈｅｗｈｉｓｋｅｒ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆＳｉＣｗ／6061Ａｌ．ＪＭａｔｅｒＰｒｏｃｅｓｓＴｅｃｈｎｏｌ2004151 （1／3）：302 ［15］ ＳｈｉｎＴＪＬｅｅＹＨＹｅｏｍＪＴｅｔａｌ．Ｐｒｏｃｅｓｓｏｐｔｉｍａｌｄｅｓｉｇｎｉｎ ｎｏｎ-ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌｂａｃｋｗａｒｄｅｘｔｒｕｓｉｏｎｏｆａｔｉｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙｂｙｔｈｅｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ．ＣｏｍｐｕｔＭｅｔｈｏｄｓＡｐｐｌＭｅｃｈＥｎｇ2005194 （36／38）：3838 ·1191·