一種鋁基粉末冶金復合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋁基粉末冶金復合材料及其制備方法，該復合材料由以下重量百分比的物質(zhì)組成：碳納米管0.6%-4.8%、硅6%-8.5%、鉍0.1%-0.2%、錳3.5%-4.5%、鎂1.2%-2.5%、鈦1.5%-2.7%、鉻0.5%-1.4%、氧化硼0.3%-1%、鈹0.2%-0.5%，余量為鋁。制備方法：a、機械球磨混料機均勻混合；b、超聲震蕩充分攪拌；c、燒結即得鋁基粉末冶金復合材料。本發(fā)明制備的鋁基粉末冶金復合材料的彈性模量、抗拉強度以及延伸率高，綜合性能良好，延長了使用壽命，方法適用范圍廣，節(jié)能省時，工藝可靠高效，利于規(guī)模化生產(chǎn)。
【專利說明】一種鋁基粉末冶金復合材料及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及粉末冶金復合材料及其制備方法，特別涉及一種鋁基粉末冶金復合材 料及其制備方法。

【背景技術】
[0002] 鋁合金由于密度小、強度高、塑性好等特性，在國民經(jīng)濟和航空航天、國防軍工等 高新【技術領域】有非常廣泛的應用。隨著世界各國對節(jié)能減排、環(huán)境污染問題的日益重視，對 鋁合金的力學性能提出了更高的要求。
[0003] 粉末冶金是制取金屬或用金屬粉末作為原料，經(jīng)過成形和燒結，制造金屬材料、復 合材料以及各種類型制品的工藝技術。
[0004] 由于發(fā)展的需要已對鋁合金的力學性能提出了更高的要求，但現(xiàn)有鋁合金的彈性 模量、抗拉強度以及延伸率較低無法滿足目前的要求，因此提出利用粉末冶金技術制備力 學性能好的鋁基復合材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是為了克服以上現(xiàn)有技術的不足而提供一種彈性模量高、抗拉強度 高以及延伸率高的鋁基粉末冶金復合材料及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明的一種鋁基粉末冶金復合材料由以下重量百分比的物質(zhì)組成：碳納米 管 0· 6 % -4. 8 %、硅 6 % -8. 5 %、鉍 0· 1 % -0· 2 %、錳 3. 5 % -4. 5 %、鎂 1. 2 % -2. 5 %、鈦 1. 5% -2. 7%、鉻 0. 5% -1.4%、氧化硼 0. 3% -1 %、鈹 0. 2% -0. 5%，余量為鋁。
[0007] 優(yōu)選的，一種鋁基粉末冶金復合材料由以下重量百分比的物質(zhì)組成：碳納米 管 1 % -4 %、硅 7 % -8 %、鉍 0· 12 % -0· 18 %、錳 3. 7 % -4. 2 %、鎂 1. 5 % -2. 0 %、鈦 1.8% -2. 2%、鉻 0.8% -L 2%、氧化硼 0.5% -0.8%、鈹 0.3% -0.4%，余量為鋁。
[0008] 更優(yōu)選的，一種鋁基粉末冶金復合材料由以下重量百分比的物質(zhì)組成：碳納米 管 2. 5 %、硅 7.5 %、鉍 0· 15 %、錳 4.0 %、鎂 L 7 %、鈦 2.0 %、鉻 LO %、氧化硼 0.6 %、鈹 0. 35%，余量為鋁。
[0009] -種鋁基粉末冶金復合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0010] a:按照重量百分比稱取硅、鉍、錳、鎂、鈦、鉻、氧化硼、鈹和鋁，用機械球磨混料機 均勻混合12-20小時，形成均勻的混合粉末備用；
[0011] b :將碳納米管放入到無水乙醇中超聲震蕩15-25分鐘充分攪拌，然后加入到步驟 a得到的混合粉末中，再攪拌20-40分鐘，得到攪拌均勻的混合物；
[0012] c、將步驟b得到的混合物于壓力為120-130kgf/cm2、溫度為1050-1150°C的條件 下燒結15-25分鐘，即得鋁基粉末冶金復合材料。
[0013] 優(yōu)選的，步驟b中所述的將碳納米管放入到無水乙醇中超聲震蕩20分鐘充分攪 拌。
[0014] 優(yōu)選的，步驟c中所述的于壓力為125kgf/cm2、溫度為IKKTC的條件下燒結。
[0015] 有益效果：
[0016] 1、本發(fā)明將碳納米管超聲震蕩，再加入到鋁合金中可以在不破壞碳納米管的前提 下實現(xiàn)碳納米管與鋁合金的均勻復合，促進碳納米管與鋁合金的界面結合，從而充分發(fā)揮 復合強化，得到力學性能優(yōu)異的鋁基粉末冶金復合材料。
[0017] 2、本發(fā)明制備的鋁基粉末冶金復合材料的彈性模量、抗拉強度以及延伸率高，該 復合材料的綜合性能良好，延長了使用壽命。
[0018] 3、本發(fā)明制備方法適用范圍廣，節(jié)能省時，工藝可靠高效，利于規(guī)?；a(chǎn)。

【具體實施方式】
[0019] 實施例1
[0020] -種鋁基粉末冶金復合材料由以下重量百分比的物質(zhì)組成：碳納米管0.6%、硅 6%、鉍0. 1 %、錳3. 5%、鎂1. 2%、鈦1. 5%、鉻0. 5%、氧化硼0. 3%、鈹0. 2%，余量為鋁。
[0021] 一種鋁基粉末冶金復合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0022] a:按照重量百分比稱取硅、鉍、錳、鎂、鈦、鉻、氧化硼、鈹和鋁，用機械球磨混料機 均勻混合12小時，形成均勻的混合粉末備用；
[0023] b :將碳納米管放入到無水乙醇中超聲震蕩15分鐘充分攪拌，然后加入到步驟a得 到的混合粉末中，再攪拌20分鐘，得到攪拌均勻的混合物；
[0024] c、將步驟b得到的混合物于壓力為120kgf/cm2、溫度為1050°C的條件下燒結15分 鐘，即得錯基粉末冶金復合材料。
[0025] 實施例2
[0026] -種鋁基粉末冶金復合材料由以下重量百分比的物質(zhì)組成：碳納米管4. 8%、硅 8. 5%、鉍0· 2%、錳4. 5%、鎂2. 5%、鈦2. 7%、鉻L 4%、氧化硼1 %、鈹0· 5%，余量為鋁。
[0027] -種鋁基粉末冶金復合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0028] a:按照重量百分比稱取硅、鉍、錳、鎂、鈦、鉻、氧化硼、鈹和鋁，用機械球磨混料機 均勻混合14小時，形成均勻的混合粉末備用；
[0029] b :將碳納米管放入到無水乙醇中超聲震蕩18分鐘充分攪拌，然后加入到步驟a得 到的混合粉末中，再攪拌25分鐘，得到攪拌均勻的混合物；
[0030] C、將步驟b得到的混合物于壓力為122kgf/cm2、溫度為1080°C的條件下燒結18分 鐘，即得錯基粉末冶金復合材料。
[0031] 實施例3
[0032] -種鋁基粉末冶金復合材料由以下重量百分比的物質(zhì)組成：碳納米管1%、硅 7%、鉍 0. 12%、錳 3. 7%、鎂 1. 5%、鈦 1. 8%、鉻 0. 8%、氧化硼 0. 5%、鈹 0. 3%，余量為鋁。
[0033] -種鋁基粉末冶金復合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0034] a:按照重量百分比稱取硅、鉍、錳、鎂、鈦、鉻、氧化硼、鈹和鋁，用機械球磨混料機 均勻混合16小時，形成均勻的混合粉末備用；
[0035] b:將碳納米管放入到無水乙醇中超聲震蕩22分鐘充分攪拌，然后加入到步驟a得 到的混合粉末中，再攪拌35分鐘，得到攪拌均勻的混合物；
[0036] c、將步驟b得到的混合物于壓力為128kgf/cm2、溫度為1120°C的條件下燒結22分 鐘，即得錯基粉末冶金復合材料。
[0037] 實施例4
[0038] -種鋁基粉末冶金復合材料由以下重量百分比的物質(zhì)組成：碳納米管4%、硅 8%、鉍 0. 18%、錳 4. 2%、鎂 2.0%、鈦 2. 2%、鉻 1.2%、氧化硼 0.8%、鈹 0.4%，余量為鋁。
[0039] -種鋁基粉末冶金復合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0040] a:按照重量百分比稱取硅、鉍、錳、鎂、鈦、鉻、氧化硼、鈹和鋁，用機械球磨混料機 均勻混合20小時，形成均勻的混合粉末備用；
[0041] b:將碳納米管放入到無水乙醇中超聲震蕩25分鐘充分攪拌，然后加入到步驟a得 到的混合粉末中，再攪拌40分鐘，得到攪拌均勻的混合物；
[0042] c、將步驟b得到的混合物于壓力為130kgf/cm2、溫度為1150°C的條件下燒結25分 鐘，即得錯基粉末冶金復合材料。
[0043] 實施例5
[0044] 一種鋁基粉末冶金復合材料由以下重量百分比的物質(zhì)組成：碳納米管2. 5%、硅 7. 5%、鉍(λ 15%、錳 4.0%、鎂 L 7%、鈦 2.0%、鉻 L 0%、氧化硼(λ 6%、鈹(λ 35%，余量為 錯。
[0045] 一種鋁基粉末冶金復合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0046] a:按照重量百分比稱取硅、鉍、錳、鎂、鈦、鉻、氧化硼、鈹和鋁，用機械球磨混料機 均勻混合18小時，形成均勻的混合粉末備用；
[0047] b:將碳納米管放入到無水乙醇中超聲震蕩20分鐘充分攪拌，然后加入到步驟a得 到的混合粉末中，再攪拌30分鐘，得到攪拌均勻的混合物；
[0048] c、將步驟b得到的混合物于壓力為125kgf/cm2、溫度為IKKTC的條件下燒結20分 鐘，即得錯基粉末冶金復合材料。
[0049] 將上述實施例制備的鋁基粉末冶金復合材料進行性能測試，分別測試其彈性模 量、抗拉強度以及延伸率，做好記錄，測試結果如表1所示。
[0050] 表 1
[0051]

【權利要求】
1. 一種鋁基粉末冶金復合材料，其特征在于它是由以下重量百分比的物質(zhì)組成：碳納 米管 0? 6%-4. 8%、硅 6%-8. 5%、鉍 0? 1%-0. 2%、錳 3. 5%-4. 5%、鎂 1. 2%-2. 5%、鈦 1. 5%-2. 7%、鉻 0? 5%-L 4%、氧化硼 0? 3%-1%、鈹 0? 2%-0. 5%，余量為鋁。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種鋁基粉末冶金復合材料，其特征在于由以下重量百分比 的物質(zhì)組成：碳納米管 1%_4%、硅 7%-8%、鉍 0. 12%-0. 18%、錳 3. 7%-4. 2%、鎂 1. 5%-2. 0%、鈦 1. 8%-2. 2%、鉻 0? 8%-L 2%、氧化硼 0? 5%-0. 8%、鈹 0? 3%-0. 4%，余量為鋁。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種鋁基粉末冶金復合材料，其特征在于由以下重量百分比 的物質(zhì)組成：碳納米管2. 5%、硅7. 5%、鉍0. 15%、錳4. 0%、鎂1. 7%、鈦2. 0%、鉻1. 0%、氧化硼 0.6%、鈹0.35%，余量為鋁。
4. 一種如權利要求1至3任一項所述的鋁基粉末冶金復合材料的制備方法，其特征在 于包括以下步驟： a:按照重量百分比稱取硅、鉍、錳、鎂、鈦、鉻、氧化硼、鈹和鋁，用機械球磨混料機均勻 混合12-20小時，形成均勻的混合粉末備用； b :將碳納米管放入到無水乙醇中超聲震蕩15-25分鐘充分攪拌，然后加入到步驟a得 到的混合粉末中，再攪拌20-40分鐘，得到攪拌均勻的混合物； c、將步驟b得到的混合物于壓力為120-130kgf/cm2、溫度為1050-1150°C的條件下燒 結15-25分鐘，即得鋁基粉末冶金復合材料。
5. 根據(jù)權利要求4所述的一種鋁基粉末冶金復合材料的制備方法，其特征在于步驟b 中所述的將碳納米管放入到無水乙醇中超聲震蕩20分鐘充分攪拌。
6. 根據(jù)權利要求4所述的一種鋁基粉末冶金復合材料的制備方法，其特征在于步驟c 中所述的于壓力為125kgf/cm2、溫度為1KKTC的條件下燒結。
【文檔編號】C22C1/05GK104372209SQ201410586422
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權日:2014年10月28日
【發(fā)明者】劉莉, 王爽, 邱晶, 劉曉東, 黃明明 申請人:蘇州萊特復合材料有限公司