[發(fā)明專利]一種碳化硅增強鋁基復合材料的制備方法

有效

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• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106636719B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設計）人: 周樂平
• 申請（專利權）人: 江西樂富軍工裝備有限公司
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;C22C1/02;C22C21/00;C23C18/08;C23C18/04
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 喻莎

1.一種碳化硅增強鋁基復合材料的制備方法，其特征在于，具體步驟為：

1）初步堿洗：首先配置物質的量濃度為2～5mol/L的強堿溶液，然后將配置好的強堿溶液加熱到60～80℃保溫，將碳化硅顆粒浸入強堿溶液中，浸泡時間為2～4小時，浸泡過程中不斷對溶液進行攪拌，堿洗完成后用自來水稀釋堿液并過濾分離碳化硅顆粒和溶液，將過濾后的碳化硅顆粒再用清水浸洗去除顆粒表面殘存的堿液，然后過濾烘干獲得堿洗后的碳化硅顆粒；

2）刻蝕：首先配置質量分數為4%～10% HF溶液，配置過程中對溶液充分攪拌，使得溶液中HF分布均勻，然后將步驟1）所得的堿洗后的碳化硅顆粒浸入配置好的HF溶液中刻蝕，刻蝕溫度為常溫，刻蝕時間為1.5～2.5h，刻蝕完成后，將反應液在超聲波震蕩機中震蕩10min，使得碳化硅表面沉積的反應物充分溶解到溶液中，然后用自來水稀釋反應液并過濾分離碳化硅顆粒和溶液，將過濾后的碳化硅顆粒再用清水浸洗去除碳化硅顆粒表面殘存的反應液，然后過濾烘干獲得刻蝕后的碳化硅顆粒；

3）浸泡前驅體溶液：按照體積比氯銥酸溶液：乙醇：氯化銅溶液=1：1～2：5～10的量取氯銥酸溶液、乙醇和氯化銅溶液，并將混合液攪拌均勻，其中，上述氯銥酸溶液中銥的質量百分含量為35%，氯化銅溶液中氯化銅的質量分數為20%，然后將步驟2）所得的刻蝕后的碳化硅顆粒浸泡在上述前驅體溶液中，攪拌5～10min，攪拌后將前驅體溶液倒出，倒出過程中避免碳化硅顆粒隨著前驅體溶液流出，然后將浸泡后的碳化硅顆粒鋪展開，均勻地平鋪在不銹鋼板上并移入烘干箱內烘干10min，烘干后的碳化硅顆粒再次浸入上述倒出來的前驅體溶液中攪拌5～10min，攪拌后再次將前驅體溶液倒出，并再次將浸泡后的碳化硅顆粒鋪展開，均勻地平鋪在不銹鋼板上移入烘干箱內烘干10min；重復以上過程共3～5次，最后一次浸泡前驅體溶液的工藝為：先攪拌5～10min，然后靜置30～60min，最后獲得表面附著前驅體相的碳化硅顆粒；

4）熱分解：將步驟3）中獲得的表面附著前驅體相的碳化硅顆粒在450～500℃的馬弗爐中熱分解1～2h，然后取出空冷至室溫，獲得表面附著Ir-Cu氧化物復合層的碳化硅顆粒；

5）無壓滲透：將步驟4）獲得的碳化硅顆粒和助滲劑按照質量比碳化硅：助滲劑為25～35：1的比例混合均勻，助滲劑的加入能夠破壞鋁合金液中的氧化膜，還能促進鋁合金液與增強相浸潤，先將混合后的碳化硅顆粒和助滲劑混合粉末堆積在澆注模子內，然后將鋁硅合金在800～900℃下熔化成液態(tài)，再將液態(tài)鋁合金澆注到模子內，澆注后立即將模子轉移到800～900℃的馬弗爐中保溫0.5～1h，保溫后空冷到400℃以下后水冷至室溫，制得碳化硅增強鋁基復合材料。

2.根據權利要求1所述的一種碳化硅增強鋁基復合材料的制備方法，其特征在于，所述強堿為氫氧化鈉或者氫氧化鉀。

3.根據權利要求1所述的一種碳化硅增強鋁基復合材料的制備方法，其特征在于，浸泡過程中，采用磁力攪拌法對溶液進行攪拌。

4.根據權利要求1所述的一種碳化硅增強鋁基復合材料的制備方法，其特征在于，碳化硅顆粒的粒度為50～200μm。

5.根據權利要求1所述的一種碳化硅增強鋁基復合材料的制備方法，其特征在于，碳化硅和前驅體溶液的分離工序采用抽濾機抽濾分離。

6.根據權利要求1所述的一種碳化硅增強鋁基復合材料的制備方法，其特征在于，所述助滲劑為鋁粉、鎂粉、硅粉中的其中一種。

7.根據權利要求1所述的一種碳化硅增強鋁基復合材料的制備方法，其特征在于，所述鋁硅合金的成分為：Si 6.5%～13%；Fe ≤0.7%；Cu ≤0.3%；Mn ≤0.5%；余量為Al。

8.根據權利要求1所述的一種碳化硅增強鋁基復合材料的制備方法，其特征在于，根據所需產品的形狀設計所述澆注模子內腔體的形狀。