[發(fā)明專利]一種制備層狀鋁基復合材料的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711065756.4
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107824769B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設計）人: 趙旗旗;楊文澍;武高輝;喬菁;姜龍濤;陳國欽;張強;康鵬超;修子揚;芶華松
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: B32B37/00
• 分類號: B32B37/00;B32B37/06;B32B37/08;B32B9/00;B22D23/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 侯靜

1.一種流延成型法與壓力浸滲法結(jié)合制備層狀鋁基復合材料的方法，其特征在于：該方法按以下步驟進行：

一、稱料：

按質(zhì)量份數(shù)分別稱取5～35份的SiC粉末、20～40份的溶劑、0.01～0.5份的分散劑、5～20份的增塑劑、4.5～69.9份的粘結(jié)劑和65～95份的鋁金屬作為原料；

所述溶劑為無水乙醇和正丁醇按質(zhì)量比(0.5～1):1的混合物；

所述分散劑為魚油；

所述增塑劑為磷酸三丁酯；

所述粘結(jié)劑為聚乙烯醇縮丁醛樹脂粉末；

二、SiC漿料制備：

將步驟一稱取的SiC粉末、溶劑和分散劑混合得到混合漿料，對混合漿料進行超聲分散，然后將超聲波分散后的混合漿料置于球磨機中，向球磨機中加入直徑為5mm～30mm的氧化鋁球并進行首次球磨，然后向球磨機內(nèi)加入步驟一稱取的增塑劑和粘結(jié)劑并進行二次球磨，得到SiC漿料；

三、SiC粉末生片流延成型：

將步驟二得到的SiC漿料置于低壓環(huán)境中靜置1～5min，然后進行流延成型得到生坯；將生坯在室溫下空氣干燥3～24h，得到厚度為0.1～2.5mm的層狀SiC粉末生片；

四、預制體制備：

將步驟三所得的SiC粉末生片進行剪裁、層疊之后裝入模具中進行冷壓處理，得到層狀SiC粉末生片預制體；

所述冷壓處理的工藝為：以0.1～3mm/min的加壓速度加壓至0.01MPa～0.2MPa并保壓10～60min；

五、去脂處理及模具預熱：

將步驟四所得的裝有預熱的層狀SiC粉末生片預制體的模具放入加熱爐內(nèi)，在保護氣氛下，將層狀SiC粉末生片預制體加熱到450～600℃并保溫2～10h得到預熱的層狀SiC粉末生片預制體；同時在保護氣氛下，將步驟一稱取的鋁金屬加熱至熔點以上250～350℃，得到熔融的鋁金屬；

六、液態(tài)鋁浸滲：

將步驟五得到的裝有預熱的層狀SiC粉末生片預制體的模具置于壓力機臺面上，將步驟五得到的熔融的鋁金屬澆鑄在預熱的層狀SiC粉末生片預制體的上表面，然后進行壓力浸滲處理，當熔融的鋁金屬完全浸滲到預熱的層狀SiC粉末生片預制體中后，以20～40℃/min的速度冷卻，最后脫模，得到(SiCp/Al)-Al層狀復合材料鑄錠，即完成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述流延成型法與壓力浸滲法結(jié)合制備層狀鋁基復合材料的方法，其特征在于：步驟一中所述SiC粉末的純度大于97％，平均粒徑為0.3～50μm；SiC粉末為3C、2H、4H、6H中的一種或幾種的任意比組合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述流延成型法與壓力浸滲法結(jié)合制備層狀鋁基復合材料的方法，其特征在于：步驟一中所述鋁金屬為純鋁或鋁合金塊體；所述鋁合金為Al-Si合金、Al-Cu合金、Al-Mg合金、Al-Si-Cu合金、Al-Si-Mg合金、Al-Cu-Mg合金、Al-Zn-Cu合金、Al-Zn-Mg-Cu合金、Al-Be合金、Al-Li合金、Al-Si-Cu-Mg合金中的一種或幾種的混合物；所述Al-Si合金中Si的質(zhì)量分數(shù)為0.5％～25％；所述Al-Cu合金中Cu的質(zhì)量分數(shù)為0.5％～53％；所述Al-Mg合金中Mg的質(zhì)量分數(shù)為0.5％～38％；Al-Si-Cu合金中Si的質(zhì)量分數(shù)為0.5％～25％，Cu的質(zhì)量分數(shù)為0.5％～53％；Al-Si-Mg合金中Si的質(zhì)量分數(shù)為0.5％～25％，Mg的質(zhì)量分數(shù)為0.5％～38％；Al-Cu-Mg合金中Cu的質(zhì)量分數(shù)為0.5％～53％，Mg的質(zhì)量分數(shù)為0.5％～38％；Al-Zn-Cu合金中Zn的質(zhì)量分數(shù)為0.5％～55％，Cu的質(zhì)量分數(shù)為0.5％～53％；Al-Zn-Mg-Cu合金中Zn的質(zhì)量分數(shù)為0.5％～55％，Mg的質(zhì)量分數(shù)為0.5％～38％，Cu的質(zhì)量分數(shù)為0.5％～53％；Al-Be合金中Be的質(zhì)量分數(shù)為0.5％～20％；Al-Li合金中Li的質(zhì)量分數(shù)為0.5％～35％；Al-Si-Cu-Mg合金Si的質(zhì)量分數(shù)為0.5％～25％，Cu的質(zhì)量分數(shù)為0.5％～53％，Mg的質(zhì)量分數(shù)為0.5％～38％。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述流延成型法與壓力浸滲法結(jié)合制備層狀鋁基復合材料的方法，其特征在于：步驟二中所述進行超聲分散時的超聲波功率為200～400W，超聲分散時間為1～10min。