[發明專利]一種混雜增強鋁基復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710636951.1
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107460376B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 吳樹森;李建宇;袁渡;呂書林
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C32/00;C22C1/10;C22C1/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 王世芳;李智

1.一種混雜增強鋁基復合材料，其特征在于，基體為鋁或者鋁合金，混雜增強相為納米SiC顆粒和其他納米陶瓷顆粒，其他納米陶瓷顆粒選自Al₂O₃、TiC以及B₄C，納米SiC顆粒和其他納米陶瓷顆粒均為外加而非原位生成，

所述納米SiC顆粒和所述其他納米陶瓷顆粒的粒徑均為20nm～100nm，

所述納米SiC顆粒占整個混雜增強鋁基復合材料總質量的1％～4％，所述其他納米陶瓷顆粒占整個混雜增強鋁基復合材料總質量的1％～6％。

2.一種制備如權利要求1所述的混雜增強鋁基復合材料的方法，其特征在于，其包括如下步驟：

S1：將納米SiC顆粒、其他納米陶瓷顆粒和微米級鋁或鋁合金粉末進行配料、混合，獲得混合料，

S2：將上述混合料高速混粉冷焊成球，制備出毫米級復合顆粒，毫米級復合顆粒粒徑為1mm～3mm，

S3：將毫米級復合顆粒壓制成合金塊，合金塊的理論密度大于85％，

S5：向純鋁或者鋁合金的熔體中加入預熱的復合顆粒壓制的合金塊，預熱溫度為300℃～600℃，形成復合金屬熔體，

S8：對復合金屬熔體進行超聲處理，利用超聲振動實現納米陶瓷顆粒在金屬熔體中的均勻分散，

S9：將混合均勻的復合金屬熔體澆注，形成混雜增強鋁基復合材料。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，其還包括步驟S6和步驟S7，其中，在執行完步驟S5后接著執行步驟S6，在執行完步驟S6后接著執行步驟S7，

S6：待復合顆粒壓制的合金塊熔化后，將復合金屬熔體溫度降至650℃～700℃，在復合金屬熔體表面撒上覆蓋劑，同時在氬氣的保護下，進行機械攪拌5min～20min，攪拌速度為150r/min～500r/min，

然后，靜置10min～30min，

S7：靜置完成后，扒去浮渣，并向復合金屬熔體中通入高純氬氣進行除氣精煉，精煉結束后，靜置5min～10min。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，其還包括步驟S4，

S4：將純鋁或鋁合金塊熔化，在熔體表層加入烘干的覆蓋劑，接著加熱將溫度升至700℃～800℃，接著扒去浮渣，向熔體中通入高純氬氣進行除氣精煉，然后，靜置5min～20min，靜置溫度為660℃～750℃。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟S2中，采用高能球磨方式，將混合料高速混粉冷焊成球，球磨速度為400r/min～600r/min。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，步驟S3中，將毫米級復合顆粒壓制成直徑40mm～80mm、高30mm～50mm的預制合金塊，壓制壓強為10MPa～30MPa。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟S8中：超聲處理溫度為650℃～720℃，超聲功率為500W/l～3000W/l，超聲時間1min～5min。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，步驟S9中，通過壓鑄或擠壓鑄造成形方法將混合均勻的復合金屬熔體澆注成形，制得納米顆粒混雜增強鋁基復合材料。