[發明專利]一種制備碳化硅和金剛石顆粒增強鋁基復合材料的方法

有效

• 申請號: 201310565462.3
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN103540830A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 胡娟;黃翔玉;舒陽會
• 申請（專利權）人: 湖南航天工業總公司
• 主分類號: C22C32/00
• 分類號: C22C32/00;C22C26/00;C22C1/10;B22F1/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 郭立中

1.一種制備碳化硅和金剛石顆粒增強鋁基復合材料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

（1）將金剛石粉末與碳化硅粉末按質量比1：1～9的比例混合后攪拌，得碳化硅金剛石粉末混合物；

（2）稱取高溫粘接劑并使之完全溶解，所述高溫粘接劑質量占碳化硅金剛石粉末混合物質量的1.5～2.5%；

（3）稱取低溫粘接劑并使之完全溶解，所述低溫粘接劑質量占碳化硅金剛石粉末混合物質量的2.5～3.5%；

（4）將步驟（2）溶解后的高溫粘接劑與步驟（3）溶解后的低溫粘接劑混合后，加入步驟（1）制得的碳化硅金剛石粉末混合物中，得總混合物；

（5）將步驟（4）制得的總混合物在50～100℃下干燥2h～5h，過篩造粒后以100～200MPa的成型壓力模壓成型，制得碳化硅金剛石骨架前體；

（6）將碳化硅金剛石骨架前體用低溫慢速真空燒結工藝進行燒結，制得碳化硅金剛石骨架；

（7）將碳化硅金剛石骨架經真空壓力浸滲鋁合金工藝，制得碳化硅和金剛石顆粒增強鋁基復合材料；

其中，步驟（6）所述低溫慢速真空燒結工藝為：將碳化硅金剛石骨架前體放入真空燒結爐，控制燒結爐爐內溫度以1.5～2.5℃/min的升溫速率升溫至300～400℃，保溫2～3h；接著以3～5℃/min的升溫速率升溫至680～780℃，保溫1h～2h，然后冷卻，即得碳化硅金剛石骨架；

步驟（7）所述真空壓力浸滲鋁合金工藝參數為：浸滲溫度為700～800℃，升溫時間為70～100min，保溫時間為80～120min，充氣壓力為8～12MPa，保壓時間為12～18min。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（1）所述金剛石粉末粒徑為10～50μm，所述碳化硅粉末粒徑為10～60μm。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（1）所述的攪拌時間為2～3h。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（2）中是用去離子水將稱取的高溫粘接劑完全溶解；步驟（3）中是用汽油將稱取的低溫粘接劑完全溶解。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟（2）所述高溫粘接劑為水玻璃。

6.如權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟（3）所述低溫粘接劑為石蠟。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（5）所述的過篩造粒是用20目篩網的篩料機過篩造粒。

8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（6）制得的碳化硅金剛石骨架的體積分數為50～65%。

9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（7）所述的鋁合金為ZL101鋁合金。

10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳化硅和金剛石顆粒增強鋁基復合材料的熱導率為250～400W/m·k，熱膨脹系數為6×10^-6～9×10^-6/K之間可調。