[發(fā)明專利]一種顆粒增強鋁基復合材料粉末的除氣方法

有效

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• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN109865831B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設計）人: 左濤;聶俊輝;劉彥強;楊必成;馬自力;樊建中;魏少華
• 申請（專利權）人: 有研工程技術研究院有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉秀青;熊國裕

本發(fā)明公開了一種低粉末損耗、低真空波動的顆粒增強鋁基復合材料粉末的除氣方法，該方法包括如下步驟：將復合材料粉末裝入包套中；在復合材料粉末上表面覆蓋帶有孔洞的遮擋鋁箔，焊好帶有抽氣管的包套上蓋；將包套放入加熱爐內，連接可控減壓艙及真空機組；啟動真空機組，打開減壓艙與真空機組之間的真空閥B，當減壓艙內真空度達到1×10^?2Pa?9900Pa后，關閉真空閥B，打開連接包套抽氣管的真空閥A，至數字真空計示數基本穩(wěn)定后，關閉真空閥A，完成一次包套減壓操作；經數次減壓操作，打開真空閥A和真空閥B，加熱包套；在波動溫度點保溫，待真空波動消失后繼續(xù)加熱；加熱及保溫過程結束，關閉真空閥，封死抽氣管，完成真空除氣過程。

技術領域

本發(fā)明涉及一種顆粒增強鋁基復合材料粉末的除氣方法，具體為一種利用可控減壓艙進行粉末冶金顆粒增強鋁基復合材料粉末除氣處理的方法。

背景技術

顆粒增強鋁基復合材料與其他輕質材料如鋁、鎂合金等相比，一般具有高比強度、高比剛度、耐疲勞、低膨脹系數等突出優(yōu)點，特別有益的是，還具有一定的材料性能可設計性。國內經過近十幾年的研發(fā)，已經在航空航天、軍事工業(yè)等領域獲得應用突破，其未來具有廣闊的發(fā)展前景。

目前，顆粒增強鋁基復合材料主要的制備方法有：粉末冶金法、攪拌熔鑄法、快冷沉積法、壓力鑄造法等。其中，粉末冶金法因具有易于設計增強體種類、粒度、含量及分布，易于控制基體與增強相間界面結合狀況，材料性能重現性好等優(yōu)勢，成為重點發(fā)展的制備技術路線。

粉末冶金法制備顆粒增強鋁基復合材料的一般生產流程為：原料粉末預處理—粉末混合裝包套—真空除氣—熱加工成型—后續(xù)機加工。本發(fā)明關注的是真空除氣流程。真空除氣就是將復合材料混合粉末裝入帶有抽氣管的密封包套，連接真空機組，在一定溫度下達到相應真空度并保溫一段時間后，再封死抽氣管的工藝過程。現有工藝方法中，有兩個問題：

一是會有部分粉末通過抽氣管抽入真空機組內腔，增加了復合材料混合粉末損耗，并縮短了真空機組的工作壽命，總體上增加了產品生產成本。

二是規(guī)模化生產時，多個真空機組一對一連接多個包套在一個加熱爐中進行加熱處理。在加熱及保溫過程中，每個包套內的粉末會有放氣現象，因為具體情況(相對密度波動、粉末重量波動等)不同，具體放氣量自然有波動，而每個包套一對一連接的真空機組抽氣能力也各有不同，這就造成包套內真空波動。工藝要求在波動溫度點保溫一定時間，待真空波動消失再繼續(xù)加熱。所以真空波動延長了工藝時間，降低了產品生產效率，增加了產品生產成本。

發(fā)明內容

針對現有技術中所存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種顆粒增強鋁基復合材料粉末的除氣方法，利用可控減壓艙及遮擋鋁箔實現顆粒增強鋁基復合材料粉末低粉末損耗、低真空波動的真空脫氣。

為實現上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種顆粒增強鋁基復合材料粉末的除氣方法，該方法包括如下步驟：

(1)將混合處理后的顆粒增強鋁基復合材料粉末裝入包套中，經振動或搗實工藝，使其松裝密度至理論密度的50％-70％；

(2)在復合材料粉末上表面覆蓋遮擋鋁箔，遮擋鋁箔上隨機位置打有多個孔洞，然后焊好帶有抽氣管的包套上蓋；

(3)將裝有復合材料粉末的包套放入加熱爐內，通過抽氣管、真空軟管、真空閥A與可控減壓艙進氣口連接；可控減壓艙上有能顯示艙內壓力的數字真空計；可控減壓艙出氣口通過真空閥B與真空機組連接；

(4)啟動真空機組，打開真空閥B，觀察數字真空計示數，當達到1×10^-2Pa-9900Pa后，關閉真空閥B，打開連接包套抽氣管的真空閥A，至數字真空計示數基本穩(wěn)定后，關閉真空閥A，完成一次包套減壓操作；