[發明專利]一種高性能雙相混雜增強鋁基復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202111473004.8
• 申請日: 2021-12-01
• 公開（公告）號: CN114350998A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 劉允中;程文;肖小軍
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C21/02;C22C32/00;B22F10/28;B22F9/04;B22F1/065;B22F1/16;B33Y70/10;B33Y10/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林奕聰

1.一種高性能雙相混雜增強鋁基復合材料，其特征在于：包括以下質量百分比含量的各物質：微米AlSi10Mg合金粉末96％-98％、納米TiB₂陶瓷顆粒1％-2％、納米TiC陶瓷顆粒1％-2％。

2.根據權利要求1所述的一種高性能雙相混雜增強鋁基復合材料，其特征在于：其復合粉末包括以下質量百分比含量的各物質：微米AlSi10Mg合金粉末97％、納米TiB₂陶瓷顆粒1.5％、納米TiC陶瓷顆粒1.5％。

3.根據權利要求1所述的一種高性能雙相混雜增強鋁基復合材料，其特征在于：所述微米AlSi10Mg合金粉末為球形顆粒。

4.根據權利要求1所述的一種高性能雙相混雜增強鋁基復合材料，其特征在于：所述AlSi10Mg合金粉末的平均粒徑為33.9μm，粒徑范圍為5-100μm、AlSi10Mg粉末粒徑尺寸分布大致服從對數正態分布。

5.根據權利要求1所述的一種高性能雙相混雜增強鋁基復合材料，其特征在于：所述納米TiB₂陶瓷顆粒的平均粒徑為60nm，粒徑范圍為20-200nm,顆粒的粒徑分布大致服從對數正態分布。

6.根據權利要求1所述的一種高性能雙相混雜增強鋁基復合材料，其特征在于：所述納米TiC陶瓷顆粒的平均粒徑為60nm，粒徑范圍為20-200nm,顆粒的粒徑分布大致服從對數正態分布。

7.權利要求1～6任一項所述的一種高性能雙相混雜增強鋁基復合材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)復合粉末的制備：在真空手套箱中按重量比例稱量上述三種粉末置于球磨罐，向球磨罐中充入氬氣作為保護氣體；然后在氬氣氣氛下進行球磨處理，使納米TiB₂顆粒和納米TiC顆粒均勻鑲嵌于AlSi10Mg合金粉末表面，并保持良好的粉末球形度，得到復合粉末；

(2)粉末的干燥處理：將低能球磨制備得到的復合粉末置于干燥箱中，將干燥箱抽真空，隨后在70℃下干燥8h,得到干燥的復合粉末；

(3)激光選區熔化成形：將步驟(2)所述復合粉末進行激光選區熔化成形處理，整個成形過程均在氬氣的保護氛圍下進行以防止氧化，基板無需預熱，直接按照特定工藝參數成形，得到所述的高性能雙相增強鋁基復合材料。

8.根據權利要求6所述一種高性能雙相混雜增強鋁基復合材料，其特征在于，步驟(1)中，所述球料比為5：1，球磨轉速為135r/min，球磨時間為4h，并且每球磨30min停止休息5min。

9.根據權利要求6所述一種高性能雙相混雜增強鋁基復合材料，其特征在于，步驟(2)中，所述激光選區熔化成形的激光功率為240-300W，掃描速度為1400-1800mm/s掃描間距為105-115μm，鋪粉層厚為30μm，掃描策略為相鄰兩層掃描方向呈67°角。

10.根據權利要求6所述一種高性能雙相混雜增強鋁基復合材料，其特征在于，步驟(2)中，所述激光功率為270W，掃描速度為1600mm/s，掃描間距為110μm，鋪粉層厚為30μm，掃描策略為相鄰兩層掃描方向呈67°角。