[發(fā)明專利]一種納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的成形方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710748233.3
• 申請(qǐng)日: 2017-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN107604193B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳樹森;魯康;呂書林;袁渡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C1/10
• 分類號(hào): C22C1/10;C22C1/02;C22C21/00;C22C32/00;B22D17/00
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 王世芳;李智

1.一種納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的成形方法，其特征在于，其用于制備納米陶瓷粉末占原料總質(zhì)量3％～10％的納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，其包括如下步驟：

S1：稱取納米陶瓷顆粒和微米鋁基粉末，鋁基粉末為鋁合金粉或者鋁粉，

S2：將微米鋁基粉末和納米陶瓷顆粒放入有混料陶瓷球的封閉罐體中，罐體中充入氬氣保護(hù)，將罐體放到滾動(dòng)混料機(jī)進(jìn)行混料，滾動(dòng)混料時(shí)間為10小時(shí)～20小時(shí)，混合制備出納米陶瓷顆粒均勻分布的復(fù)合粉末，

S3：將復(fù)合粉末放入熱壓燒結(jié)爐中熱壓成預(yù)制塊，熱壓壓力10MPa～30MPa，壓制溫度400℃～500℃，預(yù)制塊塊體重量為150g～200g，

S4：將裝有預(yù)制塊的容器置于在740℃～760℃的高溫下熔化，保溫20分鐘～40分鐘，獲得熔體，

S5：對(duì)熔體先執(zhí)行機(jī)械攪拌，再執(zhí)行超聲振動(dòng)，獲得分散均勻的復(fù)合材料漿料，

S6：預(yù)熱壓鑄模具，

S7：將復(fù)合材料漿料澆入壓射室，然后利用壓鑄機(jī)沖頭將漿料推射進(jìn)入已預(yù)熱的壓鑄模具型腔中，高速壓射充型時(shí)使復(fù)合材料漿料在內(nèi)澆口的流動(dòng)速度控制在0.6m/s～1.2m/s的超低速度，且漿料在型腔內(nèi)以層流流動(dòng)，所述層流流動(dòng)是指控制復(fù)合材料漿料在型腔流動(dòng)時(shí)的雷諾數(shù)小于2300，

S8：待復(fù)合材料漿料充滿型腔后，進(jìn)行增壓及保壓，保壓時(shí)間8s～10s，后開模、取件，制備獲得高質(zhì)量分?jǐn)?shù)納米陶瓷顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，

其中，步驟S6與其前述步驟可以同步進(jìn)行。

2.如權(quán)利要求1所述的一種納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的成形方法，其特征在于，步驟S1中，所選納米陶瓷粉粒徑為10nm～100nm，納米陶瓷顆粒選自SiC、Al₂O₃和TiC，

納米陶瓷粉進(jìn)行烘干處理，烘干溫度在110℃～150℃，當(dāng)納米陶瓷顆粒為納米SiC顆粒，進(jìn)行預(yù)氧化處理。

3.如權(quán)利要求2所述的一種納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的成形方法，其特征在于，步驟S1中，鋁基粉末為微米級(jí)，其粒徑為20μm～200μm。

4.如權(quán)利要求1-3之一所述的一種納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的成形方法，其特征在于，步驟S5中，在700℃～750℃利用機(jī)械攪拌機(jī)的螺旋頭深入熔體中機(jī)械攪拌10～15分鐘，轉(zhuǎn)速150～250轉(zhuǎn)/分鐘，液面采用覆蓋劑和全程氬氣保護(hù)，結(jié)束后扒除表面雜質(zhì)，

隨后，將復(fù)合材料漿料進(jìn)行高能超聲振動(dòng)，獲得完全分散的納米陶瓷顆粒復(fù)合材料半固態(tài)漿料。

5.如權(quán)利要求4所述的一種納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的成形方法，其特征在于，超聲振動(dòng)時(shí)，超聲振動(dòng)頭伸入液面以下10mm，超聲功率在1kW～3kW，時(shí)間為2分鐘～10分鐘。

6.如權(quán)利要求5所述的一種納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的成形方法，其特征在于，步驟S6中，壓鑄模具的內(nèi)澆口橫截面積的數(shù)值等于0.18～0.25倍鑄件重量的數(shù)值，其中，內(nèi)澆口橫截面積的數(shù)值是以平方毫米為單位，鑄件重量的數(shù)值是以克為單位。

7.如權(quán)利要求6所述的一種納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的成形方法，其特征在于，步驟S6中，壓鑄前，壓鑄模具預(yù)熱到250℃～350℃，并在模具內(nèi)表面噴涂脫模劑。