[發明專利]高質、高效制備SiC顆粒增強鋁基復合材料的裝置及方法

有效

• 申請號: 201710465492.5
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107385263B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 馮志軍;李澤華;阮明
• 申請（專利權）人: 沈陽鑄造研究所
• 主分類號: B01F7/20
• 分類號: B01F7/20;B01F7/16;C22C1/10;C22C21/00;C22C32/00
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 崔曉蕾

本發明提供一種高質、高效制備SiC顆粒增強鋁基復合材料的裝置及方法，所述裝置包括攪拌裝置、坩堝、電阻爐、進料裝置、氬氣輸送管；攪拌裝置包括無級調速電動機、連接底座、升降塊、坩堝蓋、多孔均流器、轉接平流器及攪拌槳；攪拌槳與無極調速電動機相連，無極調速電動機固定在連接底座上；連接底座、升降塊、多孔均流器分別與坩堝蓋相連，多孔均流器和轉接平流器均為中空結構，且轉接平流器和攪拌槳均位于多孔均流器內；轉接平流器內部為漏斗式結構，攪拌槳的桿部貫穿轉接平流器，轉接平流器固定在升降塊上；進料裝置和氬氣輸送管的一端均與多孔均流器相連通，另一端穿過坩堝蓋暴露在空氣中；坩堝位于電阻爐內，坩堝蓋緊扣在坩堝和電阻爐之間。

技術領域

本發明屬于鑄造領域，特別提供一種高質、高效制備SiC顆粒增強鋁基復合材料的裝置及方法。

背景技術

SiC顆粒增強鋁基復合材料具有以下性能特點高比強度、高比模量、熱膨脹系數小、尺寸穩定性好良好的高溫性能耐磨性好良好的抗疲勞性能和斷裂韌性高阻尼性能。除具有以上所列性能特點外，我國鋁的儲量充足、價格相對便宜、密度小、熔點較低、制備工藝和設備簡單等優點，可廣泛應用于航空航天、軍事、汽車、電子、體育運動等領域，成為金屬基復合材料研究的重點。

SiC顆粒增強鋁基復合材料制備技術發展至今，除粉末冶金法、攪拌鑄造、壓力鑄造及噴射沉積種主要制備方法外，還有預制件浸滲法、半固態鑄造、中間合金法、自漫燃法、無壓浸漬法等。根據復合材料制備時基體合金所處的狀態，可將這些方法分類為固相法(主要是粉末冶金法)、液相法(主要是攪拌鑄造法)、固液兩相法(主要是噴射沉積法)。其中攪拌鑄造法由于具有工藝簡單、設備投資少、生產成本低、適應性廣、可大規模生產等優點，而受到研究者的高度關注，并有著一些實際應用的報道。但攪拌鑄造法需在大氣環境下制備SiC復合材料熔體，利用高速旋轉的攪拌器攪動熔體形成派渦吸入增強顆粒，易卷入大量氣體，增加復合材料熔體的氣體含量，而氣體容易吸附顆粒聚集，導致顆粒分布不均；同時長時間暴露在大氣環境下，熔體表面易氧化，使得復合材料中氧化膜含量增加，降低復合材料的質量和性能.

SiC顆粒增強鋁基復合材料尚未得到規模化應用，主要是由于缺乏高質量、高效率、自動化的制備裝置及方法。因此，迫切需要開發出一種可氣體保護、高效自動化、高質量制備SiC顆粒增強鋁基復合材料的攪拌鑄造裝置及制備方法。

發明內容

為了解決SiC顆粒增強鋁基復合材料制造成本高、效率低、質量不穩定等問題，本發明提供了一種高質、高效制備SiC顆粒增強鋁基復合材料的裝置及制備方法。

本發明技術方案如下：

一種高質、高效制備SiC顆粒增強鋁基復合材料的裝置，其特征在于：所述裝置包括攪拌裝置、坩堝5、電阻爐6、進料裝置7以及氬氣輸送管9；

其中，攪拌裝置包括無級調速電動機1、連接底座2、升降塊3、坩堝蓋4、多孔均流器8、轉接平流器10及攪拌槳11；

攪拌槳11與無極調速電動機1相連，無極調速電動機1固定在連接底座2上；連接底座2、多孔均流器8分別與坩堝蓋4相連，升降塊3穿過多孔均流器8與坩堝蓋4相連，多孔均流器8和轉接平流器10均為中空結構，且轉接平流器10和攪拌槳11均位于多孔均流器8內；轉接平流器10內部為漏斗式結構，攪拌槳11的桿部貫穿轉接平流器10，轉接平流器10固定在升降塊3上，并利用升降塊3進行升降；

進料裝置7和氬氣輸送管9的一端均與多孔均流器8相連通，另一端穿過坩堝蓋4暴露在空氣中；

坩堝5位于電阻爐6內，坩堝蓋4緊扣在坩堝5和電阻爐6之間的間隙內。

本發明所述裝置，其特征在于：所述多孔均流器8、轉接平流器10及攪拌槳11的材質均為石墨材質，可以保證多孔均流器8及攪拌槳11長期沉浸于合金熔體中不污染合金熔體，且攪拌槳11葉片粘鋁較少。