[發(fā)明專利]硬脂酸鎂增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料及其制備方法

在審

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• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號(hào): CN105624478A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉莉;王爽;邱晶;劉曉東;黃明明
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州萊特復(fù)合材料有限公司
• 主分類號(hào): C22C21/00
• 分類號(hào): C22C21/00;C22C1/05;C22C32/00;C22C1/10;C22C30/00;B22F3/10
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀(jì)昌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種硬脂酸鎂增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

鋁基復(fù)合材料，因其密度小、價(jià)格低、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，引起了人們極大的興趣，已經(jīng)應(yīng) 用于汽車、家電、農(nóng)業(yè)機(jī)械、精密機(jī)械等各種行業(yè)。鋁在制作復(fù)合材料上有許多特點(diǎn)，如質(zhì) 量輕、密度小、可塑性好，鋁基復(fù)合技術(shù)容易掌握，易于加工等。此外，鋁基復(fù)合材料比強(qiáng) 度和比剛度高，高溫性能好，更耐疲勞和更耐磨，阻尼性能好，熱膨脹系數(shù)低。同其他復(fù)合 材料一樣，它能組合特定的力學(xué)和物理性能，以滿足產(chǎn)品的需要。因此，鋁基復(fù)合材料已成 為金屬基復(fù)合材料中最常用的、最重要的材料之一。

但是現(xiàn)有技術(shù)的鋁基復(fù)合材料的顆粒分布不均勻，網(wǎng)孔較大，導(dǎo)致鋁基材料的質(zhì)地偏軟、 剛性差，而且其拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度也不高。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于提供一種硬脂酸鎂增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料及其制備方法，制得 的復(fù)合材料硬度高，生產(chǎn)過程中不易變形。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

硬脂酸鎂增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，含有以下質(zhì)量百分含量的組分：硬脂酸鎂14～18％、氧化硼 1～10％、碳化硅4～9％、氧化鈷5～6％、氧化鋅7～9％、氧化鋯2～6％、鈦粉1～5％、硫磺4～20％、 硬脂酸5～15％、其余為鋁粉。

優(yōu)選的，含有以下質(zhì)量百分含量的組分：硬脂酸鎂15～17％、氧化硼6～8％、碳化硅6～7％、 氧化鈷6％、氧化鋅8％、氧化鋯3～4％、鈦粉2～3％、硫磺5～8％、硬脂酸7～9％、其余為鋁粉。

更優(yōu)選的，含有以下質(zhì)量百分含量的組分：硬脂酸鎂16％、氧化硼7％、碳化硅6％、氧化 鈷6％、氧化鋅8％、氧化鋯3％、鈦粉2％、硫磺6％、硬脂酸8％、其余為鋁粉。

所述鈦粉粒徑小于等于30μm。

硬脂酸鎂增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將硬脂酸鎂、氧化硼、碳化硅、氧化鈷、氧化鋅、氧化鋯、鈦粉、硫磺、硬脂酸、 鋁粉混合均勻，放入球磨機(jī)進(jìn)行研磨混合，待混合均勻，投入混煉機(jī)中，然后干混1～2h；

(2)將步驟(1)的混合物放入模具中，在真空度為0.01～0.05MPa的條件下，加熱到 160～180℃下壓制成型，得到壓坯；

(3)將步驟(2)的壓坯在惰性氣體保護(hù)的條件下加熱到350～380℃，保持40～60分鐘， 得到初品；

(4)將步驟(3)的初品在真空度為0.001～0.004MPa的條件下加熱到1150～1200℃，保 溫200～250分鐘，然后降至室溫，得到硬脂酸鎂增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。

有益效果：

本發(fā)明通過將硬脂酸鎂與其他各粉末冶金材料的共混、壓坯、燒結(jié)，制備的復(fù)合材料的 表觀硬度為81.2～83.2，拉伸強(qiáng)度為240～253MPa，屈服強(qiáng)度為154～159MPa，彈性模量為 82～88GPa，因?yàn)橛仓徭V的加入可以大幅度細(xì)化基體組織，使顆粒分布均勻，拉伸強(qiáng)度和屈 服強(qiáng)度增強(qiáng)，硬度高。

具體實(shí)施方式

以下對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

硬脂酸鎂增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，含有以下質(zhì)量百分含量的組分：高硅氧硬脂酸鎂14％、氧 化硼1％、碳化硅4％、氧化鈷5％、氧化鋅7％、氧化鋯2％、粒度≤30μm的鈦粉1％、硫磺 4％、硬脂酸5％、其余為粒度≤60μm的鋁粉。

制備方法，包括如下步驟：

(1)將高硅氧硬脂酸鎂、氧化硼、碳化硅、氧化鈷、氧化鋅、氧化鋯、鈦粉、硫磺、硬 脂酸、鋁粉混合均勻，放入球磨機(jī)進(jìn)行研磨混合，待混合均勻，投入混煉機(jī)中，然后干混1h；

(2)將步驟(1)的混合物放入模具中，在真空度為0.01MPa的條件下，加熱到180℃下 壓制成型，得到壓坯；

(3)將步驟(2)的壓坯在惰性氣體保護(hù)的條件下加熱到350℃，保持40分鐘，得到初品；

(4)將步驟(3)的初品在真空度為0.001MPa的條件下加熱到1200℃，保溫200分鐘， 然后降至室溫，得到硬脂酸鎂增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。

實(shí)施例2

硬脂酸鎂增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，含有以下質(zhì)量百分含量的組分：高硅氧硬脂酸鎂15％、氧 化硼6％、碳化硅6％、氧化鈷6％、氧化鋅8％、氧化鋯3％、粒度≤30μm的鈦粉2％、硫磺 5％、硬脂酸7％、其余為粒度≤60μm的鋁粉。