專利名稱：鋁碳化硅精密壓鑄成型工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁碳化硅材料的精密壓鑄成型工藝。

背景技術(shù)：
鋁碳化硅材料具有質(zhì)量輕、剛度高、熱膨脹系數(shù)小、熱導(dǎo)率高、幾何精度穩(wěn)定性好、 兼具一定韌性、機(jī)械強(qiáng)度適中等多種優(yōu)點(diǎn)，成為各類多芯片組件和大電流功率模塊(如IGBT 模塊)理想的基底材料，以及各類質(zhì)量小、強(qiáng)度高的零配件(如航空零件)的理想材料，工業(yè)需求量大?，F(xiàn)有的鋁碳化硅材料的制備通常采用“滲透法”，其具體過程為先使用特殊粘接劑把碳化硅材料壓成塊狀或成品零件形狀，形成內(nèi)部有很多空隙的碳化硅材料的預(yù)制件； 然后將鋁錠熔融，得到鋁水熔液，在真空、超聲波等作用下，將鋁水澆在碳化硅預(yù)制件上，靠重力、超聲波等的作用，從上至下讓鋁水滲入碳化硅預(yù)制件中，最終獲得鋁碳化硅零件?，F(xiàn)有的滲透法鋁碳化硅零件或材料的成型工藝，成型時(shí)間長，生產(chǎn)效率低，不適合大批量生產(chǎn)鋁碳化硅零件。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)人針對(duì)上述的問題，進(jìn)行了研究改進(jìn)，提供一種鋁碳化硅精密壓鑄成型工藝，成型時(shí)間短，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，為大批量生產(chǎn)鋁碳化硅零件提供有效的手段。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案 一種鋁碳化硅精密壓鑄成型工藝，包括如下步驟
步驟1、在旋轉(zhuǎn)式坩堝加熱爐中放入鋁錠，加熱至55(T60(TC保溫，保溫的同時(shí)抽真空至0.廣10Pa，完成抽真空后繼續(xù)加熱至68(T78(TC，保溫直至鋁錠完全融化；
步驟2、在真空條件下將粒度為1000目 2500目的粉末化的碳化硅加入熔融的鋁液中， 使用攪拌裝置攪拌，使碳化硅粉末在鋁液中分散均勻；
步驟3、攪拌的同時(shí)，使用超聲發(fā)生裝置產(chǎn)生24. (Γ30. OkHz的超聲波，利用超聲波的作用除去氣體與雜質(zhì)，并使得碳化硅粉末更加細(xì)化、分散均勻；
步驟4、然后將鋁碳化硅熔液從坩堝加熱爐中定量注入普通或真空壓鑄機(jī)內(nèi)，進(jìn)行零件的精密壓鑄；
步驟5、零件冷卻后，脫模成型。進(jìn)一步的
所述碳化硅的粒度在1500目 2000目。本發(fā)明的技術(shù)效果在于
本發(fā)明公開的一種鋁碳化硅精密壓鑄成型工藝，成型時(shí)間短，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，為大批量生產(chǎn)鋁碳化硅零件提供有效的手段；同時(shí)，在制備鋁碳化硅熔液的過程中，使用超聲波清除熔液中的氣體及雜質(zhì)，提升清除氣體及雜質(zhì)的效果。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中采用的坩堝加熱爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1所示，為本發(fā)明的實(shí)施例中采用的旋轉(zhuǎn)式坩堝加熱爐的結(jié)構(gòu)示意圖，其中， 1一坩堝，2—超聲復(fù)合攪拌裝置，3—鋁水熔液，4一控制線路通道，5—超聲波發(fā)生器，6—碳化硅粉添加裝置，7—出液口，8—爐體。超聲復(fù)合攪拌裝置2在制備鋁碳化硅熔液的過程中，一邊攪拌，一邊由超聲波發(fā)生器5發(fā)出超聲波，用于清除鋁碳化硅熔液中的氣體及雜質(zhì)。實(shí)施例1、
取體積為150X150X100mm的鋁錠置于坩堝加熱爐中，加熱至570°C保溫，抽真空至 5Pa，完成抽真空后繼續(xù)加熱至720°C，保溫直至鋁錠完全融化；將粒度為1800目的粉末化的碳化硅加入熔融的鋁液中，打開超聲復(fù)合攪拌裝置，坩堝以lOr/min的速率轉(zhuǎn)動(dòng)，3飛個(gè)超聲復(fù)合攪拌裝置同時(shí)發(fā)出頻率為27kHz的超聲波，持續(xù)攪拌清除氣體及雜質(zhì)7、分鐘，待雜質(zhì)上浮或沉淀完全并且碳化硅粉末在鋁液中分散均勻后，將熔液定量注入臥式冷壓室雙沖頭精密壓鑄機(jī)中，合模后內(nèi)外沖頭分別使用IOMPa與15MPa的壓力進(jìn)行精密壓力鑄造；工件冷卻后，脫模成型。實(shí)施例2、
取體積為150X 150X 1 OOmm的鋁錠置于坩堝加熱爐中，加熱至600°C保溫，抽真空至 0. lPa，完成抽真空后繼續(xù)加熱至780°C，保溫直至鋁錠完全融化；將粒度為1000目的粉末化的碳化硅加入熔融的鋁液中，打開超聲復(fù)合攪拌裝置，坩堝以lOr/min的速率轉(zhuǎn)動(dòng)，3飛個(gè)超聲復(fù)合攪拌裝置同時(shí)發(fā)出頻率為24kHz的超聲波，持續(xù)攪拌清除氣體及雜質(zhì)7、分鐘， 待雜質(zhì)上浮或沉淀完全并且碳化硅粉末在鋁液中分散均勻后，將熔液定量注入臥式冷壓室雙沖頭精密壓鑄機(jī)中，合模后內(nèi)外沖頭分別使用IOMPa與15MPa的壓力進(jìn)行精密壓力鑄造； 工件冷卻后，脫模成型。實(shí)施例3、
取體積為150X150X100mm的鋁錠置于坩堝加熱爐中，加熱至550°C保溫，抽真空至 IOPa,完成抽真空后繼續(xù)加熱至680°C，保溫直至鋁錠完全融化；將粒度為2500目的粉末化的碳化硅加入熔融的鋁液中，打開超聲復(fù)合攪拌裝置，坩堝以lOr/min的速率轉(zhuǎn)動(dòng)，3飛個(gè)超聲復(fù)合攪拌裝置同時(shí)發(fā)出頻率為30kHz的超聲波，持續(xù)攪拌清除氣體及雜質(zhì)7、分鐘，待雜質(zhì)上浮或沉淀完全并且碳化硅粉末在鋁液中分散均勻后，將熔液定量注入臥式冷壓室雙沖頭精密壓鑄機(jī)中，合模后內(nèi)外沖頭分別使用IOMPa與15MPa的壓力進(jìn)行精密壓力鑄造；工件冷卻后，脫模成型。
權(quán)利要求
1.一種鋁碳化硅精密壓鑄成型工藝，其特征在于包括如下步驟步驟1、在旋轉(zhuǎn)式坩堝加熱爐中放入鋁錠，加熱至55(T600°C保溫，保溫的同時(shí)抽真空至0.廣10Pa，完成抽真空后繼續(xù)加熱至68(T78(TC，保溫直至鋁錠完全融化；步驟2、在真空條件下將粒度為1000目 2500目的粉末化的碳化硅加入熔融的鋁液中， 使用攪拌裝置攪拌，使碳化硅粉末在鋁液中分散均勻；步驟3、攪拌的同時(shí)，使用超聲發(fā)生裝置產(chǎn)生24. (Γ30. OkHz的超聲波，利用超聲波的作用除去氣體與雜質(zhì)，并使得碳化硅粉末更加細(xì)化、分散均勻；步驟4、然后將鋁碳化硅熔液從坩堝加熱爐中定量注入普通或真空壓鑄機(jī)內(nèi)，進(jìn)行零件的精密壓鑄；步驟5、零件冷卻后，脫模成型。
2.按照權(quán)利要求1所述的鋁碳化硅精密壓鑄成型工藝，其特征在于所述碳化硅的粒度1500目 2000目。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋁碳化硅精密壓鑄成型工藝，在旋轉(zhuǎn)式坩堝加熱爐中放入鋁錠，加熱至550~600℃保溫，保溫的同時(shí)抽真空至0.1~10Pa，并繼續(xù)加熱至680~780℃，保溫直至鋁錠完全融化；在真空條件下將粒度為1000目~2500目的碳化硅加入熔融的鋁液中，使用攪拌裝置攪拌均勻；使用超聲發(fā)生裝置產(chǎn)生的超聲波除去氣體與雜質(zhì)；然后將鋁碳化硅熔液從坩堝加熱爐中定量注入普通或真空壓鑄機(jī)內(nèi)，進(jìn)行零件的精密壓鑄。本發(fā)明公開的鋁碳化硅精密壓鑄成型工藝，成型時(shí)間短，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，為大批量生產(chǎn)鋁碳化硅零件提供有效的手段。
文檔編號(hào)C22C1/10GK102154573SQ201110073859
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者傅蔡安, 季坤 申請(qǐng)人:江南大學(xué)