高性能铝合金材料及应用技术

（1）高性能铝合金材料及应用技术

研究开发出高强度铝合金材料及液态成形技术，成果已应用于生产并实现产业化。主要进行以下方面的研究和服务：高强度Al-Cu合金、Al-Si合金；金属型模具设计；铸型充填及凝固过程控制；铝合金铸件缺陷攻关；铝合金零件的树脂砂铸造工艺，易溃散覆膜砂的开发应用等。

（2）半固态成形技术研究

半固态成形技术被认为是21世纪最具发展潜力的精确成形技术之一。本方向主要研究开发新型半固态流变成形技术，半固态流变充填机理，半固态成形工艺过程控制，以及新型半固态合金材料等。下图（图6）为所制备的AZ91D镁合金半固态组织。

图6 AZ91D镁合金半固态组织

（3）金属基复合材料的制备与成形技术

通过改变增强物与基体金属的润湿性，研究各种不同金属基体的无压渗透制备技术及自生复合材料技术。研究挤压或低压条件下陶瓷材料增强金属基体的复合材料零件的成形技术。研究纳米陶瓷颗粒增强金属基体的制备技术，获得超高强度的轻合金基复合材料。

下面几图表示已取得的部分研究成果。

图1、图2表示Al2O3颗粒增强Al-Si合金时，颗粒/固体/液体的接触角大于90o，Al2O3颗粒被生长的固相所排斥。相反，图3、图4表示通过添加合金元素后，颗粒/固体/液体的接触角变为小于90o，颗粒被生长的固相所捕捉，实现了在固相的均匀分布。

图1图2

图3 图4

图5所示为制备的SiC/Al-Si复合材料的显微组织。

图5 SiC/Al-Si复合材料的显微组织

（4）高性能铝合金、镁合金材料研究

作为轻量的结构材料，铝合金、镁合金材料的应用正以很快的速度增长。研究开发具有高强度、高耐磨、耐热性能的铝合金及镁合金材料，以及铝合金、镁合金零件的成形制备工艺技术。

铝合金研究主要包括高硅铝硅合金及复合变质剂等.下图为已开发的具有高耐磨耐热性及高强度的铝硅合金。

图7 Al-22%Si-Cu-Mn-Mg合金组织

（5）成形过程及组织与性能的计算机模拟

通过计算机模拟材料成形新工艺过程的经时变化，以及数学及物理模拟，如半固态成形的组织演变，成形新工艺的充型过程，以及不同制备条件下材料的微观组织模拟与性能预测。下图为半固态非枝晶组织生长过程的模拟情况：

图8 半固态非枝晶组织生长过程模拟

（6）镁合金表面处理技术研究

主要研究镁合金零件的新型无铬表面处理工艺，以及特殊的表面防腐处理方法与工艺及设备。