[發(fā)明專利]9Al2O3·2B2O3w/Al?Mg?Si鋁基復(fù)合材料制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610339499.8
• 申請(qǐng)日: 2016-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105839033B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬國(guó)俊;金培鵬;王金輝;薛彩紅;陳春樸
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青海大學(xué);馬國(guó)俊
• 主分類號(hào): C22C47/14
• 分類號(hào): C22C47/14;C22F1/047;B22F3/20;C22C49/06;C22C49/14;C22C101/22
• 代理公司: 北京國(guó)昊天誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11315
• 代理人: 劉戈

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料制造領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種9Al₂O₃·2B₂O₃w/Al-Mg-Si鋁基復(fù)合材料制備方法。

背景技術(shù)

粉末冶金法是制備鋁基復(fù)合材料最常用的一種工藝，其制備復(fù)合材料的具體工藝總體上包括混粉、粉末預(yù)壓、包套、除氣及粉末致密化等幾個(gè)步驟。這種工藝及裝備復(fù)雜，生產(chǎn)成本高。與常規(guī)的粉末冶金法相比，粉末熱擠壓制備工藝是通過(guò)單軸冷擠壓成坯，經(jīng)過(guò)除氣后，以一定速率升至一定的溫度，并按照一定的擠壓比進(jìn)行熱擠壓，再進(jìn)行后期的熱處理，得到最終的材料。這種將粉末冶金與后續(xù)致密化處理(如擠壓、軋制等)結(jié)合起來(lái)的粉末成形工藝，使粉末能夠在短時(shí)高溫、高壓作用下發(fā)生塑性變形，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)粉末顆粒間的結(jié)合，在擠壓過(guò)程中，粉末顆粒除三向壓應(yīng)力外沿?cái)D壓方向還承受巨大的剪切力，其表面的氧化膜破碎后進(jìn)一步增強(qiáng)了相鄰粉末顆粒間的結(jié)合強(qiáng)度，組織結(jié)構(gòu)細(xì)小均勻且成分偏析少，增強(qiáng)體顆粒的無(wú)明顯團(tuán)聚，有利于其在基體當(dāng)中的分布，此外，這種方法無(wú)需燒結(jié)，制備工序少，成本低。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，為克服現(xiàn)有制備方法過(guò)程復(fù)雜，生產(chǎn)成本高的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種9Al₂O₃·2B₂O₃w/Al-Mg-Si鋁基復(fù)合材料制備方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種9Al₂O₃·2B₂O₃w/Al-Mg-Si鋁基復(fù)合材料制備方法，將硼酸鋁(9Al₂O₃·2B₂O₃w)晶須和Al-Mg-Si合金粉末混合，混合粉末預(yù)壓成坯，將預(yù)壓的坯件單軸熱擠壓得到復(fù)合材料棒材，最后對(duì)所述復(fù)合材料棒材進(jìn)行熱處理；具體包括以下步驟：

將硼酸鋁(9Al₂O₃·2B₂O₃w)晶須和Al-Mg-Si合金粉末混合，加入丙酮中進(jìn)行攪拌，超聲清洗15-20min，然后50℃烘干1h；

將烘干后的混合粉末進(jìn)行球磨處理；

將球磨后的混合粉末裝入擠壓裝置，進(jìn)行冷壓，冷壓后靜置，在同一擠壓裝置中升溫至擠壓溫度，保溫?cái)D壓出復(fù)合材料；

將擠壓出的復(fù)合材料進(jìn)行熱處理。

進(jìn)一步的，所述硼酸鋁(9Al₂O₃·2B₂O₃w)晶須，經(jīng)100目篩框反復(fù)過(guò)篩1h，將過(guò)篩后的所述硼酸鋁晶須用酸洗滌，再用蒸餾水清洗，然后在200℃下烘干2h。

進(jìn)一步的，所述酸為氫氟酸。

進(jìn)一步的，所述Al-Mg-Si合金粉末先進(jìn)行過(guò)篩，將過(guò)篩后的所述Al-Mg-Si合金粉末在110℃下烘干30min。

進(jìn)一步的，所述Al-Mg-Si合金粉末平均粒徑為22.7μm。

進(jìn)一步的，所述硼酸鋁(9Al₂O₃·2B₂O₃w)晶須和Al-Mg-Si合金粉末的體積比為1:9。

進(jìn)一步的，所述球磨條件為選用Al₂O₃陶瓷，球料比10:1，球磨時(shí)間22小時(shí)，球磨速度400轉(zhuǎn)/分。

進(jìn)一步的，所述冷壓時(shí)，擠壓模壓頭速度為2mm/min。

進(jìn)一步的，所述保溫?cái)D壓條件為擠壓錐角為60°，擠壓比25:1，擠壓溫度530℃，擠壓速度2-3mm/min。

進(jìn)一步的，所述擠壓裝置內(nèi)壁均勻涂覆定量潤(rùn)滑劑。

進(jìn)一步的，所述潤(rùn)滑劑包括硬脂酸鋅。

進(jìn)一步的，所述熱處理方法為先進(jìn)行固溶處理，再進(jìn)行時(shí)效處理；所述固溶處理的條件為530℃加熱1h，所述時(shí)效處理的條件為180℃恒溫9h。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以獲得包括以下技術(shù)效果：

1)本發(fā)明的方法中球磨過(guò)程對(duì)于添加的晶須能夠有效的進(jìn)行分散，而隨后的熱擠壓過(guò)程進(jìn)一步促進(jìn)了晶須在鋁合金基體中的分散，因?yàn)榉稚⒌木?須對(duì)材料的力學(xué)性能至關(guān)重要，所以得到的材料性能優(yōu)異。

2)本發(fā)明的方法步驟簡(jiǎn)單，易于操作，制作得到的復(fù)合材料棒材，密度高，質(zhì)量好，表面質(zhì)量?jī)?yōu)異。