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中高硅铝合金是一种较为理想的铸造材料,其硅含量高于9%(质量分数),具有小的热膨胀系数,大的硬度,高的热导,良好的耐磨性能以及优良的铸造成形性,适合于制造汽车空调压缩机活塞、汽缸体、活塞尾及泵体等耐磨且气密性好的零部件。传统铸造工艺和粉末冶金技术在加工此类合金时都存在一定的缺陷,如铸造件组织中常含有粗大的、块状的初晶硅;粉末冶金制粉时活性铝表面易形成氧化膜导致粘结效果不好,严重限制了此类合金的使用范围。大塑性变形法(SPD)具有很强的细化晶粒能力,可以将较大尺寸晶粒的材料细化到亚微米甚至纳米级的超细晶材料,材料在变形过程中主要发生剪切变形。由于中高硅铝合金室温下塑性较差,不利于进行大塑性变形;而近液相线铸造法通过控制合金液的浇注温度、保温时间以及冷却强度,可制得具有蔷薇状、颗粒化、晶粒细小的材料。因此,选用近液相线铸造法作为大塑性变形法的辅助工艺,为大塑性变形提供细小的、非枝晶坯料。采用近液相线铸造法与多向镦粗工艺相结合的复合工艺可以制备晶粒细小的、机械性能优越的高硅铝合金材料。最佳工艺措施:将高硅铝合金原料放在坩埚内加热到720℃,并保温1h后,进行浇注温度为620℃近液相线浇注高硅铝合金试验;将620℃浇注的立方体试样放在箱式电阻炉内预热到500℃,并保温1h后,进行多向镦粗试验;为了得到组织形貌与机械性能均匀的材料,各个轴向的变形量尽量选择一致。此外,通过圆柱体金属镦粗的两种力学模型的变形机理对此次试验进行了一定的探讨。本课题通过近液相线铸造法制得蔷薇状、颗粒状细小的坯料组织,并采用OM,SEM观察与总结了浇注温度对中高硅铝合金显微组织、硬度、抗压强度以及能谱分析的影响;其次,讨论了一道次挤扭工艺细化中高硅铝合金材料的可行性;最后,通过多向镦粗工艺制备晶粒细小的、力学性能较高的中高硅铝合金材料,分析了不同变形量、变形方式对显微组织、力学性能的影响,研究了试样镦粗变形的机理。该方法为中高硅铝合金材料的制备提供了一种新的方法,适用于原始铸态组织枝晶严重、塑性变形能力较差的难变形材料;可以制备出细小、圆整、性能优越的中高硅铝合金材料,为其塑性加工成形打下了良好基础。