[發明專利]一種陶瓷顆粒增強鋁合金的制備方法

在審

• 申請號: 202011252962.8
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112481517A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 俞家華
• 申請（專利權）人: 蕪湖國鼎機械制造有限公司
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;C22C1/02;C22C21/02;B22D18/02
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 郭雨姍

1.一種陶瓷顆粒增強鋁合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、SiC顆粒的預處理：SiC顆粒清洗采用工業酒精，SiC顆粒與工業酒精在不銹鋼盆中混合后，放入超聲波清洗，采用多批次清洗，每次清洗1kg的SiC顆粒，加入750mL酒精；同一批次的SiC顆粒重復清洗3～4次；然后將清洗后的SiC顆粒放入真空干燥箱內70℃干燥，直到酒精被蒸發完全后取出進行高溫氧化處理；

步驟二、SiC顆粒的加入：SiC顆粒應從攪拌器產生的渦流中心部位加入；SiC顆粒加入完成后，應采取100r/min的攪拌速度，以引起表層金屬液的破壞為基準；其中SiC顆粒在590～600℃下完成加入，待溫度升高至熔體為完全液態時再進行SiC顆粒分布均勻化攪拌的過程；

在加入SiC顆粒階段，攪拌頭處于熔體的中部位置，并且在加入SiC顆粒的過程中，不斷調整攪拌頭的位置和攪拌速度，以保證液面產生穩定的渦流為準，在SiC顆粒加入完成以后，待SiC顆粒加入完成以后，采用石棉板蓋住爐口，保持通氣和攪拌，攪拌速度為150～350r/min，攪拌時間為15～30min，攪拌好后蓋好爐蓋，進行加熱；

步驟三、鑄件的制備：當熔體溫度升高至670℃時，先通氬氣5min，開始液態攪拌，攪拌速度為150～300r/min，攪拌時間為20～30min，攪拌完成后，停止通氣，蓋好爐蓋靜置保溫10min，除渣，再靜置，準備澆注成復合材料；采用擠壓鑄造法，將模具預熱到200℃左右，采用1000KN壓力機對復合材料進行擠壓鑄造，用PLC控制壓力，在制備過程中，采用50MPa擠壓壓力，復合材料的澆注溫度為650℃，保壓時間為30s，制得鑄件。

2.根據權利要求1所述的一種陶瓷顆粒增強鋁合金的制備方法，其特征在于，SiC顆粒在加入前需要進行過篩處理，并保證SiC顆粒加入熔體前溫度為300～350℃；所述高溫氧化處理是將稱量好的SiC顆粒加熱到400℃保溫2h，以除氣顆表層的吸附的水分和氣體等，然后繼續升溫至900℃高溫焙燒5h，并不斷攪動。

3.根據權利要求1所述的一種陶瓷顆粒增強鋁合金的制備方法，其特征在于，所述鑄件進一步進行固溶處理和時效處理。

4.根據權利要求3所述的一種陶瓷顆粒增強鋁合金的制備方法，其特征在于，所述固溶處理時將鑄件放入熱處理爐中，隨著熱處理爐緩慢升溫到430℃，保溫1h，然后再升溫到540℃保溫8h，出爐淬火至室溫，在室溫靜放8h小時以上；所述時效處理是將固溶處理后的鑄件放在已升溫180℃的箱式電阻爐中，保溫6h后出爐空冷至室溫。

5.根據權利要求1所述的一種陶瓷顆粒增強鋁合金的制備方法，其特征在于，所述熔體的主要成分為：Si含量：6.5～7wt％；Mg含量：0.2～0.3wt％；Cu含量：0～0.2wt％；Mn含量：0～0.1wt％；Al含量：85～95wt％。

6.根據權利要求1所述的一種陶瓷顆粒增強鋁合金的制備方法，其特征在于，所述鑄件的制備中攪拌頭的位置距離坩堝底部距離為熔體高度的1/3,配合攪拌速度調整使得整個熔體都能夠隨之轉動，并且不引起表層氧化膜的破碎為準，同時，為了保證復合材料熔體的質量，選用100r/min的攪拌速度加較長攪拌時間完成熔體的制備。

7.根據權利要求1所述的一種陶瓷顆粒增強鋁合金的制備方法，其特征在于，所述SiC顆粒的平均尺寸為50～150μm。

8.根據權利要求4所述的一種陶瓷顆粒增強鋁合金的制備方法，其特征在于，所述鑄件的毛坯尺寸為φ80mm×75mm。