[發明專利]一種Al2

有效

• 申請號: 202011257287.8
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112626377B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 李菊英;梅青松;張國棟;王北海;簡臣杰
• 申請（專利權）人: 武漢輕工大學
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C32/00;C22C1/05;B22F1/02;B22F3/18;B22F7/00
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 高爽

本發明屬于氧化鋁顆粒增強鋁基復合材料制備領域，公開了一種Al₂O₃增強鋁基復合材料及其制備方法。該按重量百分比計，該復合材料的原料包括5?25％的Al₂O₃和75?95％的基體材料，該方法包括以下步驟：對鋁粉進行氧化處理得到Al₂O₃；分別對基體材料和不銹鋼板進行預處理；將預處理后的不銹鋼板的光潔面對折并壓制成不銹鋼封套；將Al₂O₃置于預處理后的基體材料上，將基體材料對折，使基體材料包裹住Al₂O₃，然后將基體材料四周封口并放入不銹鋼封套中；對裝有基體材料的不銹鋼封套進行軋制，每軋制一道次后沿不銹鋼封套的長度方向進行對折，再軋制下一道次，直到設定道次。本發明的Al₂O₃增強鋁基復合材料中Al₂O₃能均勻彌散地分布在鋁基體，有效地增強鋁基體。

技術領域

本發明屬于氧化鋁顆粒增強鋁基復合材料制備領域，具體地，涉及一種Al₂O₃增強鋁基復合材料及其制備方法。

背景技術

氧化鋁顆粒增強鋁基復合材料(Al-MMCs)具有質量輕、比強度與比剛度高、耐高溫性能好、抗磨性卓越，以及可用常規工藝和設備進行成型與處理等很多優良性能，除可用于航空航天工業和軍事工業外，還可用于制造汽車的汽缸體、活塞、剎車摩擦件上。

現有技術中廣泛使用氧化物直接加入Al熔體中，經過攪拌使其混合均勻。強化相氧化物可選用氧化鋁或能與鋁熔體反應的SiO₂，CuO，TiO₂或鹽類NH₄Al(SO₄)₂。但由于是液相反應或強化相分散，因此存在著反應溫度高，強化相粗大和分散不均等問題。

目前，已有關于Al₂O₃顆粒增強鋁基復合材料的現有技術。例如 200710124776.4是把納米氧化鋁顆粒直接加入鋁金屬熔液，采用超聲攪拌的方法使納米氧化鋁顆粒分散在鋁熔液中，然后注入模具，得到輕金屬基納米復合材料。此技術工藝具有簡單，可控等優點，但是納米顆粒是通過外加的方式進入基體，存在界面有污染，結合強度低等缺點。201010505574.6 是采用硼砂類硼化物和K₂ZrF₆類氟化物粉劑為反應混合鹽，采用熔體直接反應法在鋁熔體內直接合成制備納米氧化鋁顆粒增強鋁基復合材料。由于該反應的反應物和生成物都很復雜，反應過程中伴隨著熔渣的產生，還有 KF氣體的釋放，雖說此技術工藝能得到單一的納米氧化鋁增強鋁基復合材料，但是該工藝存在反應過程復雜，生產過程環境負荷大，有熔渣產生和氣體釋放等缺點。楊紹斌,張旭,謝帥.高質量分數Al₂O₃/Al復合材料的硬度和耐磨性能[J].材料保護,2018,51(04):47-50提出一種Al₂O₃增強鋁基復合材料的制備方法，按重量百分比計，該復合材料的原料包括粒徑為10μm，純度＞99％的Al₂O₃粉和粒徑為75μm，純度＞99％的Al粉。制備方法包括以下步驟：將60％-95％Al粉和5％-40％Al₂O₃粉加入到球磨罐中，以100r/min 球磨速度球磨2h，使粉末混合均勻。將球磨粉加入到20mm壓片模具中，在WE－30萬能試驗機上冷壓成型(20mm×5mm)，壓力為150kN，保壓 5min。放入管式爐內，氮氣保護，升溫到600℃，保溫4h，取出冷卻至室溫，得到Al₂O₃增強鋁基復合材料，雖然此篇文獻的Al₂O₃粉用量增多，但是得到Al₂O₃增強鋁基復合材料的硬度不高。