[發明專利]一種50%Sip/6061Al復合材料

在審

• 申請號: 201711219382.7
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN109834261A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 高明超
• 申請（專利權）人: 沈陽東青科技有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F9/04;B22F3/10;C22C1/04;C22C21/02
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為了改善Al合金的硬度、耐磨性，研制了一種50%Sip/6061Al復合材料。采用氣霧化6061Al合金粉、Si粉為原料，所制得的50%Sip/6061Al復合材料，其硬度、致密化程度、抗彎強度都得到大幅提升。其中，Si粉和6061Al合金粉末的球磨能夠得到復合要求的50%Sip/6061Al復合粉體，Si顆粒鑲嵌于6061Al合金基體中，并能夠在復合粉體中均勻分布。斷裂時Si相全部解理斷裂，Sip/Al界面結合強度高。本發明能夠為制備高性能的6061Al合金提供一種新的生產工藝。

所屬技術領域

本發明涉及一種粉末冶金復合材料，尤其涉及一種50%Sip/6061Al復合材料。

背景技術

復合材料是由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀（微觀）上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補短，產生協同效應，使復合材料的綜合性能優于原組成材料而滿足各種不同的要求。復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。

6061鋁合金是經熱處理預拉伸工藝生產的高品質鋁合金產品，其強度雖不能與2XXX系或7XXX系相比，但其鎂、硅合金特性多，具有加工性能極佳、優良的焊接特點及電鍍性、良好的抗腐蝕性、韌性高及加工后不變形、材料致密無缺陷及易于拋光、上色膜容易、氧化效果極佳等優良特點。

發明內容

本發明的目的是為了改善Al合金的硬度、耐磨性，設計了一種50%Sip/6061Al復合材料。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

50%Sip/6061Al復合材料的制備原料包括：平均粒度為35μm的氣霧化6061Al合金粉，平均粒度為18μm的Si粉。

50%Sip/6061Al復合材料的制備步驟為：將原始粉末按實驗設計方案稱重、配料，配好后倒入硬質合金球磨罐中進行濕磨，球磨介質為直徑20mm的硬質合金球，球磨時間為32h。球磨結束后，將制得的粒料進行真空干燥，隨后加入成形劑進行制粒。將制好的粉末加至萬能試驗機中進行壓制成形，隨后放入真空燒結爐中進行燒結，燒結溫度為1350℃，保溫時間為90min。當爐內溫度達到燒結溫度后充入氬氣進行低壓處理以減少Ni的損失和降低孔隙率，低壓壓力為1MPa，保壓90min。

50%Sip/6061Al復合材料的檢測步驟為：密度采用阿基米德排水法測定，抗彎強度采用C510型微機控制電子萬能試驗機測定，斷口形貌采用S80型冷場發射掃描電鏡觀察，復合材料硬度采用HB30A型布氏硬度計測定，線熱膨脹系數采用TM402型熱機械分析儀測試，顯微組織采用MR500大型金相顯微鏡和S80型冷場發射掃描電鏡觀察，元素分布采用Oxford型能譜儀分析，物相組成采用D250型X射線衍射儀測定。

所述的50%Sip/6061Al復合材料，Si粉和6061Al合金粉末的球磨能夠得到復合要求的50%Sip/6061Al復合粉體，其中，Si顆粒鑲嵌于6061Al合金基體中，并能夠在復合粉體中均勻分布。

所述的50%Sip/6061Al復合材料，700℃下燒結制備的復合材料主要含Al和Si，并含有少量的Al2O3雜質。Si相在Al合金基體中分布均勻，界面清晰，部分Si顆粒相互連接形成較粗大的Si晶區，在Al合金基體中形成半連續的骨架。

所述的50%Sip/6061Al復合材料，其斷裂時Si相全部解理斷裂，Sip/Al界面結合強度高。

本發明的有益效果是：