[發(fā)明專利]半固態(tài)機械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310042089.3
• 申請日: 2013-02-04
• 公開（公告）號: CN103103374A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張學(xué)習(xí);劉明坤;王曉軍;郭永良;耿林
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;B22D18/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 韓末洙

1.半固態(tài)機械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，其特征在于半固態(tài)機械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，具體是按照以下步驟制備的：

一、采用質(zhì)量濃度為4%~10%的HF溶液浸泡SiC顆粒，浸泡時間為24h~72h，期間每隔5h~6h機械攪拌20min~40min，浸泡后除去上層澄清液體，再反復(fù)用蒸餾水洗滌至pH達到6.8~7.2，得到SiC漿料，其中，SiC顆粒的質(zhì)量與HF溶液的體積比為9g~11g：45mL；

二、將步驟一得到的SiC漿料在溫度為92℃~98℃條件下保持8h~9h，再在溫度為240℃~260℃條件下保持8h~9h，然后用500目的篩子進行分篩，再在600℃~700℃條件下保溫1h~2h，得到增強體顆粒；

三、將潔凈的鋁合金放入坩堝中，并通入流速為100mL/min~200mL/min的氬氣，升溫至700℃~750℃，得到熔融的鋁合金，再保溫20min~40min，然后將溫度降至600℃~640℃，去除熔融的鋁合金表面的氧化膜，得到鋁合金熔液；

四、將不銹鋼攪拌器放入步驟三得到的鋁合金熔液中，不銹鋼攪拌器槳葉距離坩堝底部的高度為0.5cm~1.0cm，控制在30s~40s內(nèi)將攪拌轉(zhuǎn)速升至1320r/min~2300r/min，再將步驟三得到的增強體顆粒加入到鋁合金熔液中，持續(xù)攪拌10min~15min，得到復(fù)合漿料，其中，增強體顆粒在鋁合金熔液中體積含量為1%~25%；

五、將不銹鋼攪拌器更換為石墨攪拌器，控制攪拌速度為200r/min~300r/min，將步驟四制備的復(fù)合漿料升溫至700℃~750℃，再控制攪拌速度為200r/min~250r/min，保持15min~20min；

六、將石墨攪拌器移出，除去坩堝內(nèi)復(fù)合漿料表面氧化膜，再將復(fù)合漿料倒入溫度為300℃~500℃的擠壓模具中，并施加75MPa~150MPa的壓力，保持5min~20min，退模，制成鋁基復(fù)合材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半固態(tài)機械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟一中SiC顆粒的粒徑為5μm~50μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半固態(tài)機械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟一中浸泡30h~70h。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半固態(tài)機械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟二中在610℃~680℃條件下保溫。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半固態(tài)機械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟三中鋁合金為2014Al合金。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半固態(tài)機械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟三中升溫至710℃~740℃，然后將溫度降至610℃~630℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固態(tài)機械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟四中不銹鋼攪拌器相對槳葉長度D₁與坩堝內(nèi)徑D₂的比值為D₁∶D₂=(18~20)∶(21~23)；復(fù)合漿料液面高度H₁與不銹鋼攪拌器槳葉的高度H₂的比值為H₁∶H₂=（4～5）：（1～2）。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半固態(tài)機械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟五中復(fù)合漿料升溫至710℃~740℃。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半固態(tài)機械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟六中施加100MPa~140MPa的壓力。