[發(fā)明專利]一種航空用儀表級(jí)碳化硅增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410001002.2
• 申請(qǐng)日: 2014-01-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103773997A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝世明;謝敬佩;王愛(ài)琴;李繼文;王文焱;孫浩亮;李洛利;柳培
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C21/00
• 分類號(hào): C22C21/00;C22C32/00;B22F1/00;B82Y30/00;B82Y40/00;C22C1/04;C22C1/10
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 牛愛(ài)周

1.一種航空用儀表級(jí)碳化硅增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，其特征在于：由以下體積百分比的原料制成：納米碳化硅顆粒1%～8%、微米碳化硅顆粒35%，余量為鋁合金粉。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空用儀表級(jí)碳化硅增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，其特征在于：所述納米碳化硅顆粒的尺寸為：40nm≤D50≤100nm；所述微米碳化硅顆粒的尺寸為：1μm≤D50≤3μm；所述鋁合金粉的尺寸為8～12μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的航空用儀表級(jí)碳化硅增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，其特征在于：所述納米碳化硅顆粒是由以下方法制備的：將微米碳化硅顆粒在-20～20℃條件下進(jìn)行球磨，所述球磨的磨球?yàn)檠趸啠デ蛑睆綖?～15mm，球料比為20:1～80:1，球磨15～35h，即得。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的航空用儀表級(jí)碳化硅增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，其特征在于：所述鋁合金中除鋁元素外，還包含以下重量百分比的組分：Cu3.8%～4.9%、Mg1.2%～1.8%、Si0.1%～0.5%、Mn0.2%～0.6%。

5.一種如權(quán)利要求1所述的航空用儀表級(jí)碳化硅增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：包括下列步驟：

1）配料：在氬氣保護(hù)下，取納米碳化硅顆粒、微米碳化硅顆粒和鋁合金粉進(jìn)行混合，投入密封罐，將密封罐抽真空后再充入氬氣，反復(fù)操作2～5次，得混合料；

2）球磨：將步驟1）所得混合料在-20～20℃條件下進(jìn)行球磨，得球磨料；

3）預(yù)成型：將步驟2）所得球磨料裝入模具，在真空條件下加熱進(jìn)行真空除氣后，在120～150MPa壓力下預(yù)壓成型，得預(yù)成型件；

4）熱壓成型：將步驟3）所得預(yù)成型件加熱到560～600℃，在60～90MPa條件下保溫保壓2～4h后，先緩慢降溫至500℃，再快速降溫至150℃以下，得成型件；

5）熱鍛：將步驟4）所得成型件在氬氣保護(hù)下進(jìn)行預(yù)熱后，在480～510℃條件下進(jìn)行熱鍛，得熱鍛件；

6）熱處理：將步驟5）所得熱鍛件進(jìn)行固溶處理，水淬后進(jìn)行時(shí)效處理，即得。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的航空用儀表級(jí)碳化硅增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟2）中，所述球磨的磨球?yàn)楝旇颍デ蛑睆?～15mm，球料比為10:1～20:1，轉(zhuǎn)速為220～380r/min；所述球磨的時(shí)間為15～25h，每隔2h停機(jī)一次，冷卻0.5h后繼續(xù)球磨。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的航空用儀表級(jí)碳化硅增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟3）中，所述真空條件的真空度≤1×10^-2Pa；所述真空除氣的溫度為400～450℃，時(shí)間為90～120min。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的航空用儀表級(jí)碳化硅增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟4）中，所述緩慢降溫是指將溫度降至500℃的時(shí)間為1h；所述快速降溫是指將溫度從500℃降至150℃以下的時(shí)間低于0.5h。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的航空用儀表級(jí)碳化硅增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟5）中，所述預(yù)熱的溫度為510～530℃，預(yù)熱時(shí)間為3～4h；所述熱鍛的壓力為200～250t，保壓時(shí)間為20～30min。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的航空用儀表級(jí)碳化硅增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟6）中，所述固溶處理的溫度為490～515℃，時(shí)間為2～3h；所述時(shí)效處理的溫度為170～200℃，時(shí)間為8～16h。