[發明專利]一種SiCp/Al復合材料的成型方法

有效

• 申請號: 202011084716.6
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112195354B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 張文興;許軍鋒;王鑫;王喜鋒;李高宏
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C21/00;C22C29/06;C22C32/00
• 代理公司: 西安維賽恩專利代理事務所(普通合伙) 61257
• 代理人: 劉春

1.一種SiCp/Al復合材料的成型方法，其特征在于，使用一種SiCp/Al復合材料的成型設備，其結構包括：

一熱壓模具，其包括位于頂部的上壓頭(1)，位于中間的環形陰模(2)和位于底部的底模(3)，所述上壓頭(1)、陰模(2)和底模(3)圍繞形成一中空腔體，所述中空腔體用于放置待成型的坯料(4)；

一快速加熱器(7)，圍繞所述熱壓模具的外部設置，用于對所述熱壓模具加熱和保溫；

一壓力機，包括相對設置的上工作臺(51)和下工作臺(52)；所述上工作臺(51)置于所述上壓頭(1)的上方，所述下工作臺(52)置于所述底模(3)的底部；用于為所述熱壓模具提供軸向壓力；

一測溫系統，包括熱電偶(6)，由外插入所述陰模(2)的外壁內，用于讀取熱壓模具的溫度數據，并根據所述溫度數據來控制所述快速加熱器(7)的加熱溫度；

所述成型方法包括以下步驟：

步驟1)混粉：將SiC顆粒與Al粉或Al合金粉末按體積比為(10～90％)：(90～10％)的比例均勻混合得到SiC/Al粉末；

所述SiC顆粒直徑為14～63μm；所述Al粉或Al合金粉末的粒度為50～150μm；

步驟2)冷壓成形：將步驟1)混合均勻得到的SiC/Al粉末放入鋼制模具中，在50-200MPa應力下加壓成形為SiC/Al坯料(4)；

步驟3)熱壓燒結：在大氣壓條件下，將步驟2)冷壓成形后的SiC/Al坯料(4)放入熱壓模具中，利用壓力機和快速加熱器(7)對其進行熱壓，熱壓完成即制得SiCp/Al復合材料；

所述的熱壓燒結過程具體包括以下步驟：

3.1)快速升溫階段：

使用快速加熱器(7)對冷壓成形后的SiC/Al進行加熱，并使熱壓模具的溫度在2～4分鐘內升至450-650℃，所述壓力機對SiC/Al坯料(4)的壓力為5～20MPa；

3.2)保溫階段：

保持溫度在450-650℃范圍內，并保溫15-30分鐘；

3.3)降溫階段：

保溫結束后，控制壓力機的壓力為10～30MPa，將熱壓模具自然降溫至300～400℃，脫模即得SiCp/Al復合材料。

2.如權利要求1所述的成型方法，其特征在于，所述快速加熱器(7)包括：

一高頻線圈(71)，圍繞所述上壓頭(1)、陰模(2)和底模(3)的外側呈螺旋設置；

一高頻電流器(72)，與所述高頻線圈(71)電連接，其電流頻率在12000-20000Hz。