[發明專利]SiC顆粒增強鋁基復合材料制備方法

有效

• 申請號: 201710169380.5
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN107058785B
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 何國球;葉赟;劉曉山;蔣凱雁;韓彥超;戴禮權;呂世泉;張琛;佘萌;何喬
• 申請（專利權）人: 湖北玉立恒洋新材料科技有限公司
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;C22F1/043;C22B9/04
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

1.一種依靠真空熔煉爐的SiC顆粒增強鋁基復合材料制備方法，其特征在于，所述真空熔煉爐包括坩堝復合裝置及坩堝升降平臺系統、攪拌裝置及攪拌升降平臺系統、加料裝置(5)、真空系統(6)、手持可升降熱電偶(7)、密封系統、電控系統，

所述坩堝復合裝置及坩堝升降平臺系統包括坩堝復合裝置(1)、坩堝升降平臺系統(2)，所述坩堝復合裝置(1)安裝于坩堝升降平臺(2)上，所述坩堝升降平臺系統(2)用于實現坩堝復合裝置(1)的垂直上下升降；

所述攪拌裝置及攪拌升降平臺系統包括攪拌裝置(3)、攪拌升降平臺系統(4)，所述攪拌裝置(3)安裝于攪拌升降平臺系統(4)上，所述攪拌升降平臺系統(4)用于實現攪拌裝置(3)的垂直上下升降；所述坩堝復合裝置(1)與加料裝置(5)之間通過真空系統(6)連接；所述攪拌裝置(3)、手持可升降熱電偶(7)下端可插入石墨坩堝(16)內；所有裝置的升降操作和溫控通過電控柜中的電控系統控制；所述密封系統用于保證整個爐體保持良好的真空狀態；

所述加料裝置(5)包括圓筒、料倉蓋(52)、法蘭管(53)、法蘭管底座(54)、進料導管(55)、加熱帶(56)、基座(57)、熱電偶(58)、轉軸(59)、旋槳葉片(590)、旋轉加料托盤(591)、轉動把柄(592)以及觀察視窗(593)；其中，圓筒與料倉蓋(52)通過螺栓固定組成加料倉主體，法蘭管(53)與加料倉焊接成整體，法蘭管底座(54)與進料導管(55)焊接成整體，法蘭管底座(54)與爐蓋(11)通過螺栓緊固使加料裝置(5)固定在爐蓋(11)上方；加料裝置(5)中心為旋轉加料托盤(591)，轉動把柄(592)位于圓筒的外部并連接在聯桿(594)的一端，聯桿(594)穿過圓筒筒壁且其另一端與位于圓筒內部的旋轉加料托盤(591)聯結，從而可以通過旋轉轉動把柄(592)來控制旋轉加料托盤(591)傾斜角度，所述旋轉加料托盤(591)內底部一側焊有鉤槽(595)；轉軸(59)穿過基座(57)、料倉蓋(52)并與旋槳葉片(590)通過螺紋緊固，轉動轉軸(59)可以轉動旋槳葉片(590)；圓筒周圍布置有加熱帶(56)用來供熱；

所述SiC顆粒增強鋁基復合材料制備方法為：

步驟一，將100份質量的ZL111合金放入上述真空熔煉爐中的石墨坩堝(16)中，將預先制備25-40份質量的SiC粉和0.2-0.8份質量的Al-Sr中間合金變質劑加入加料倉內，將爐體內和加料倉體密封并抽成真空；

步驟二，待合金完全熔化后，攪拌熔體，使熔體表面形成穩定漩渦：將爐體升溫至700～750℃，同時將加熱帶升溫至400-450℃，待合金完全熔化后，降下可升降攪拌系統，以350-400r/min對熔體進行攪拌，使熔體上表面形成穩定漩渦；

步驟三，SiC添加到熔體：保持熔體溫度為700-750℃，將加料倉內的25-40份質量的SiC粉沿著加料導管設定要準確下落的位置并控制逐漸落下，隨漩渦進入熔體，加料過程中逐漸提高攪拌速度到500-550r/min直至加料終止；

步驟四，降低溫度，穩定攪拌：在SiC顆粒添加完后，降低爐溫到630-650℃，300-400r/min穩定攪拌20-25分鐘；

步驟五，升溫，反向低速攪拌：升高爐溫使熔體升到700-750℃，通過加料倉加入變質劑，穩定攪拌5-10分鐘，再改變攪拌方向，以100-200r/min反向低速攪拌5-10分鐘；

步驟六，卸去真空，澆鑄成型：卸去真空，使爐內氣壓穩定到大氣壓后，將石墨坩堝下降，熔體澆入金屬模具中成型；

步驟七，固溶處理：490±5℃保溫3.5-5小時；再500±5℃保溫3-5小時；再510±5℃保溫7-9小時；60～100℃水冷；

步驟八，時效處理：175±5℃保溫5-7小時，空冷。