一種氧化鋁顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋁基復(fù)合材料領(lǐng)域，具體是一種氧化鋁顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法。將氧化鋁質(zhì)量百分比為5%～25%的鋁粉和氧化鋁顆?；旌戏勰┎捎镁凭珴窕旆椒ㄔ谇蚰C(jī)中球磨混合；于565℃～575℃進(jìn)行無(wú)壓燒結(jié)，所得產(chǎn)物為氧化鋁顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合坯體；將氧化鋁顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合坯體放入鍛壓機(jī)中，保持溫度在350℃～400℃進(jìn)行多道次不同方向的模壓變形，變形速度2mm/s，每次變形率達(dá)到50%時(shí)后轉(zhuǎn)換坯料方向進(jìn)行下次變形，變形六次后立即水淬。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，適于工業(yè)運(yùn)用，并且有效提升了復(fù)合材料的性能。
【專利說(shuō)明】一種氧化紹顆粒增強(qiáng)紹基復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁基復(fù)合材料領(lǐng)域，具體是一種氧化鋁顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁基復(fù)合材料在國(guó)內(nèi)外有著悠久的研究歷史，因其在航空、航天上有著重要的應(yīng)用背景，受到廣泛的重視。與傳統(tǒng)鋁基材料相比，鋁基復(fù)合材料具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、力學(xué)性能好、熱膨脹系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)。相對(duì)連續(xù)增強(qiáng)復(fù)合材料，由于在制備連續(xù)增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料方面的技術(shù)和成本等問(wèn)題，非連續(xù)增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料成為主導(dǎo)研究方向，其增強(qiáng)體主要包括SiC晶須、硼酸鹽晶須、SiC顆粒、B4C顆粒及A1203短纖維等。非連續(xù)增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料具有比基體更高的比強(qiáng)度、比模量和更低的熱膨脹系數(shù)，尤其是彌散增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料，不僅具有各向同性的特征，且成本相對(duì)低廉，工藝性優(yōu)異。非連續(xù)增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法有:粉末冶金法、擠壓鑄造法、原位生成法、噴射沉積法等。目前鋁基復(fù)合材料的制備方法主要有鑄造法和粉末冶金法兩大類。其中擠壓鑄造法對(duì)界面潤(rùn)濕性的要求不高，在制備復(fù)合材料的過(guò)程中，簡(jiǎn)化了涂層工藝，通過(guò)控制擠壓溫度、預(yù)熱溫度、擠壓壓力等參數(shù)，能獲得增強(qiáng)體隨機(jī)取向并均勻分布的鋁基復(fù)合材料。但這種方法的缺點(diǎn)在于顯微組織中容易出現(xiàn)增強(qiáng)體的偏聚重融、夾雜、顯微縮孔及裂紋等缺陷。粉末冶金法具有工藝成熟，成本適中、近凈成形、材料利用率高等的優(yōu)點(diǎn)，而且制備的溫度比鑄造法的低，大大減少了成分偏析，已發(fā)展成為制備復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的重要手段。但傳統(tǒng)的粉末冶金法制備的鋁基復(fù)合材料相對(duì)密度低時(shí)，如何保證增強(qiáng)體預(yù)制件的質(zhì)量，降低孔隙度也是粉末冶金法的關(guān)鍵問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:如何克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種氧化鋁復(fù)合材料的制備方法，通過(guò)該方法使得復(fù)合材料的性能提高，復(fù)合材料的孔隙度降低，并且工藝簡(jiǎn)單，成本低廉。
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)方案是:一種氧化鋁顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法，按照如下的步驟進(jìn)行。
[0005]步驟一，將鋁粉和氧化鋁顆?；旌戏勰┎捎镁凭谇蚰C(jī)中濕混，其中氧化鋁質(zhì)量百分比為5%~25%，球磨混合過(guò)程采用真空保護(hù)，混合2h后在液壓機(jī)上冷壓制成坯體；
步驟二，在真空條件下，于565°C~575°C進(jìn)行無(wú)壓燒結(jié)，所得產(chǎn)物為氧化鋁顆粒增強(qiáng)招基復(fù)合還體；
步驟三，將氧化鋁顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合坯體放入鍛壓機(jī)中，保持溫度在350°C~40(TC進(jìn)行多道次不同方向的模壓變形，變形速度2mm/s，每次變形率達(dá)到50%時(shí)后立即轉(zhuǎn)換坯料方向進(jìn)行下次變形，變形6次后立即水淬。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)本發(fā)明原料的質(zhì)量配比提高了復(fù)合材料的結(jié)合性，通過(guò)在球磨機(jī)中濕混混合降低了粉末粒度并保證了氧化鋁顆粒的均勻分布，通過(guò)真空條件下的于565°C~575°C控溫?zé)Y(jié)增強(qiáng)了復(fù)合材料顆粒均勻分布程度，提高了復(fù)合坯體的致密性，通過(guò)在多道次不同方向的模壓變形提高了復(fù)合材料顆粒均勻分布程度，實(shí)現(xiàn)了材料的強(qiáng)化，通過(guò)多方向多道次的模壓變形實(shí)現(xiàn)了形變強(qiáng)化增強(qiáng)了材料性能，保持350°C~400°C，經(jīng)過(guò)6次變形率達(dá)到50%的變形后立即水淬提高了復(fù)合材料的性能，并且本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，適于工業(yè)運(yùn)用。
【具體實(shí)施方式】
[0007]實(shí)施例1
步驟一，將鋁粉和氧化鋁顆粒混合粉末采用酒精濕混方法在球磨機(jī)中球磨混合，其中氧化鋁質(zhì)量百分比為5%，球磨混合過(guò)程采用真空保護(hù)，混合2h后在液壓機(jī)上冷壓制成坯體，為了減少坯料和模腔壁之間的摩擦，壓制前把液體石蠟均勻涂到模腔內(nèi)壁上；
步驟二，壓制好的坯體放在真空管式燒結(jié)爐中，以565 1:溫度燒結(jié)，并保溫2 h，隨爐冷卻，所得產(chǎn)物為氧化鋁顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合坯體；
步驟三，將氧化鋁顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合坯體預(yù)熱到400 °C，同時(shí)將模具預(yù)熱到400 V,放入鍛壓機(jī)中，保持溫度在400°C進(jìn)行多道次不同方向的模壓變形，變形速度2mm/s，每次變形率達(dá)到50%時(shí)轉(zhuǎn)換坯料方向進(jìn)行下次變形，變形6次后立即水淬。
[0008]其主要性能指標(biāo)如下表所示:
【權(quán)利要求】
1.一種氧化鋁顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于按照如下的步驟進(jìn)行步驟一，將鋁粉和氧化鋁顆?；旌戏勰┎捎镁凭珴窕旆椒ㄔ谇蚰C(jī)中球磨混合，其中氧化鋁質(zhì)量百分比為5%~25%，球磨混合過(guò)程采用真空保護(hù)，混合2h后在液壓機(jī)上冷壓制成坯體； 步驟二，在真空條件下，于565°C~575°C進(jìn)行無(wú)壓燒結(jié)，所得產(chǎn)物為氧化鋁顆粒增強(qiáng)招基復(fù)合還體； 步驟三，將氧化鋁顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合坯體放入鍛壓機(jī)中，保持溫度在350°C~40(TC進(jìn)行多道次不同方向的模壓變形，變形速度2mm/s，每次變形率達(dá)到50%時(shí)后轉(zhuǎn)換坯料方向進(jìn)行下次變形，變形6次后 立即水淬。
【文檔編號(hào)】C22C21/00GK103725911SQ201310715405
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】楊琳, 喬力, 鄧世岐 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)