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镁合金较低的强度和耐磨性限制了其在某些工程中的应用,利用碳化硅颗粒增强镁合金可以明显提高镁合金的拉伸性能和摩擦磨损行为。由于碳化硅与镁在结构和性能上存在较大的差异以及机械搅拌装置的不完善,难以实现增强体与基体在液态或半固态下的充分融合,致使碳化硅颗粒增强镁基复合材料的组织不够均匀致密,性能与工程需要还存在一定差距。本文自行设计制造了机械搅拌复合炉,该实验设备主要包括加热系统、搅拌系统和真空系统,其主要性能参数为:有效工作区尺寸f80mm×120mm,搅拌容器的尺寸f70mm×80mm,功率1kW,最高温度900℃,搅拌速率0～2500r/min,极限真空度0.1Pa。以AZ91D镁合金为基体,平均颗粒尺寸10μm的SiC颗粒为增强相,采用机械搅拌复合炉制备了SiC_p/AZ91D复合材料,研究了搅拌温度、搅拌时间、搅拌速度等工艺参数对复合材料显微组织的影响,并在室温下对复合材料试样进行了拉伸试验和摩擦磨损实验,利用金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分别分析了复合材料的显微组织、断口形貌和磨痕形貌。结果表明:在本实验条件下,580℃,1500r/min,搅拌30min时,SiC颗粒在基体中分布相对均匀,并且与AZ91D基体结合较好;在580℃、搅拌时间30min的条件下,随着搅拌速度的增加,SiC颗粒的分布呈现出团聚-部分团聚-相对均匀变化规律,当搅拌速度为1500r/min时,SiC颗粒分布相对均匀;当搅拌速度超过1500r/min后,随着搅拌速度的增加,SiC颗粒分布呈现不均匀化,并出现了气孔。当温度为580℃,搅拌速度1500r/min时,随着搅拌时间的增加,SiC颗粒的分布逐渐趋于相对均匀化,但当搅拌40min时,SiC颗粒分布呈现不均匀化,基体中气孔明显增加。在10vol%,15vol%,20vol%的复合材料中,随着SiC含量的增加,SiC呈现出相对均匀分布-微小聚集团分布-链状分布的规律;复合材料的断裂强度和相对延伸率呈现出下降的趋势。10vol%复合材料的断裂强度为156.2MPa,相对伸长率为4.4%,拉伸曲线没有明显的屈服点,断口为韧-脆混合断口。对于10vol%,15vol%,20vol%复合材料,其平均摩擦系数随着体积分数的增加呈单调增大趋势,磨损量也呈现出单调增大的趋势。与AZ91D相比,10vol%、15vol%、20vol%复合材料的平均摩擦系数分别提高了10.3%、15.7%和31.7%;10vol%、15vol%复合材料的耐磨性分别提高了19.6%,5.5%,但20vol%复合材料的耐磨性略低于AZ91D。10vol%复合材料存在黏着磨损和磨粒磨损两种磨损机制,而15vol%、20vol%的复合材料的磨损过程则以磨粒磨损为主。