[發明專利]一種激光堆積制備鋁基原位復合材料的方法

在審

• 申請號: 201410533428.2
• 申請日: 2014-10-11
• 公開（公告）號: CN104388924A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 陳剛;趙玉濤;花程;陳玉輝;任浩
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C21/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種激光堆積制備鋁基原位復合材料的方法，其特征在于：首先將處于液相線附近的鋁合金熔體和經過預熱的反應物粉末一起加入螺旋流變擠壓裝置，通過混合擠壓實現反應物的均勻混合，再通過擠出模具獲得片狀或者絲狀反應物混合材料，然后通過激光重熔堆焊使片狀或者絲狀反應物混合材料反應生成鋁基復合材料并堆積到塊體鋁合金材料上，邊擠出混合材料邊堆焊，堆積完一層后在已堆積的鋁基復合材料層上再按上述堆焊過程堆積下一層，按上述方法逐層堆積直到指定的厚度，最終形成基體為細晶組織的鋁基原位復合材料。

2.如權利要求1所述的一種激光堆積制備鋁基原位復合材料的方法，其特征在于：所述的處于液相線附近的鋁合金熔體，是指溫度處于液相線溫度以上10~20℃范圍內適合鑄造生產的鋁合金。

3.如權利要求1所述的一種激光堆積制備鋁基原位復合材料的方法，其特征在于：所述的經過預熱的反應物粉末，是指經過300~350℃、30~50min加熱處理的能與鋁生成或者在鋁合金熔體中生成包括氧化物、碳化物、硼化物增強顆粒在內的反應物粉末，其加入量占鋁合金熔體質量的15~20%。

4.如權利要求1所述的一種激光堆積制備鋁基原位復合材料的方法，其特征在于：所述的螺旋流變擠壓裝置，是指用于鋁合金半固態漿料制備和擠壓成型的常規裝置，該裝置由模具鋼制造，采用雙螺旋形式，與鋁合金熔體接觸部分采用等離子噴涂氮化硅陶瓷處理，使用過程中該裝置內腔的溫度與進入該裝置的鋁合金熔體溫度保持一致。

5.如權利要求1所述的一種激光堆積制備鋁基原位復合材料的方法，其特征在于：所述的擠出模具，是指模具鋼制作的出口截面為1.0~1.5mm×0.5~1.2mm或者?0.5~1.2mm的模具。

6.如權利要求1所述的一種激光堆積制備鋁基原位復合材料的方法，其特征在于：所述的片狀或者絲狀反應物混合材料，是指由擠出模具擠出的截面為1.0~1.5mm×0.5~1.2mm的片狀反應物混合材料或者?0.5~1.2mm的絲狀反應物混合材料。

7.如權利要求1所述的一種激光堆積制備鋁基原位復合材料的方法，其特征在于：所述的激光重熔堆焊，是指采用激光焊機對反應物混合材料進行重熔堆焊，激光功率為?500~1500W，光斑移動速度為200~400mm/min，采用純?Ar進行保護，氣體流量為?20~30?L/min，激光掃描重疊率為40~50%。

8.如權利要求1所述的一種激光堆積制備鋁基原位復合材料的方法，其特征在于：所述的塊體鋁合金材料，是指成分與加入螺旋流變擠壓裝置的鋁合金熔體相同，厚度為10~15mm的鋁合金材料。