專(zhuān)利名稱：半固態(tài)機(jī)械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備鋁基復(fù)合材料的方法。
背景技術(shù)：
與金屬相比，金屬基復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、比剛度、耐磨性、低熱膨脹系數(shù)以及良好的導(dǎo)熱和尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)異的性能。碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料是金屬基復(fù)合材料的典型代表，SiC顆粒相對(duì)于其他增強(qiáng)體制備成本低，使復(fù)合材料具有很好的低成本優(yōu)勢(shì)。這種復(fù)合材料可用作航空航天承載材料、電子元器件散熱和封裝材料以及汽車(chē)剎車(chē)盤(pán)材料等。這種復(fù)合材料制備方法主要有固相法(粉末冶金法等)和液相法(擠壓鑄造法、噴射沉積法、攪拌鑄造法等)兩類(lèi)。其中粉末冶金法是將基體粉末和增強(qiáng)體均勻混合后，在基體金屬固相溫度或半固相溫度進(jìn)行燒結(jié)成形；該方法增強(qiáng)體含量易于調(diào)整，產(chǎn)品尺寸控制準(zhǔn)確，后期加工切削量少；但此方法產(chǎn)品形狀受到一定的限制，基體金屬與增強(qiáng)體的界面容易產(chǎn)生微小孔洞、結(jié)合強(qiáng)度低，制備成本高。擠壓鑄造法是將增強(qiáng)體制備成多孔預(yù)制塊，然后將熔融基體金屬在壓力的作用下，克服毛細(xì)管力的作用浸滲到預(yù)制塊中，在壓力下凝固得到復(fù)合材料；該方法受到零件尺寸和設(shè)備條件的限制，主要應(yīng)用于制造形狀簡(jiǎn)單、性能要求高的鑄件；該方法對(duì)預(yù)制塊制備質(zhì)量要求較高，材料尺寸受到限制，工藝流程長(zhǎng)，不易實(shí)現(xiàn)大尺寸制件的大規(guī)模生產(chǎn)。攪拌鑄造法是將基體金屬熔化后，在其半固態(tài)或液態(tài)溫度下進(jìn)行攪拌，攪拌的同時(shí)加入增強(qiáng)體，增強(qiáng)體在攪拌產(chǎn)生的渦流的作用下被卷入熔融金屬中，得到增強(qiáng)體均勻分布的漿料，漿料在一定條件下凝固后，得到復(fù)合材料。該方法操作簡(jiǎn)單、制造成本低、可以利用現(xiàn)有鑄造設(shè)備生產(chǎn)形狀復(fù)雜、大尺寸的構(gòu)件，是最有可能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的方法；但該方法需要實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)體在基體金屬中的均勻分布，避免增強(qiáng)體與基體金屬高溫下發(fā)生有害反應(yīng)，并減少隨后凝固過(guò)程中的鑄造缺陷如縮松、縮孔。為此，本專(zhuān)利發(fā)明了一種通過(guò)在基體金屬半固態(tài)溫度攪拌并結(jié)合高壓下凝固，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)體在基體金屬中均勻分布的方法，且避免了增強(qiáng)體與基體金屬的高溫下的有害反應(yīng)、以及凝固過(guò)程中產(chǎn)生的鑄造缺陷，實(shí)現(xiàn)了高性能復(fù)合材料的制備。綜上所述，攪拌鑄造法易于實(shí)現(xiàn)鋁基復(fù)合材料的低成本、大規(guī)模生產(chǎn)，但是攪拌鑄造法存在需要增強(qiáng)體在基體金屬中均勻分布，另外需要避免高溫下增強(qiáng)體與金屬發(fā)生有害的反應(yīng)，并減少凝固過(guò)程中產(chǎn)生的鑄造缺陷如縮松、縮孔。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解 決攪拌鑄造法存在需要增強(qiáng)體在基體金屬中均勻分布，另外需要避免高溫下增強(qiáng)體與金屬發(fā)生有害的反應(yīng)，并減少凝固過(guò)程中產(chǎn)生的鑄造缺陷的問(wèn)題。半固態(tài)機(jī)械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，具體是按照以下步驟制備的:一、采用質(zhì)量濃度為4% 10%的HF溶液浸泡SiC顆粒，浸泡時(shí)間為24tT72h，期間每隔5tT6h機(jī)械攪拌20mirT40min，浸泡后除去上層澄清液體，再反復(fù)用蒸餾水洗滌至pH達(dá)到6.8 7.2，得至IJ SiC漿料，其中，SiC顆粒的質(zhì)量與HF溶液的體積比為9g llg:45mL ；二、將步驟一得到的SiC漿料在溫度為92°C 98°C條件下保持8h 9h，再在溫度為2400C 260°C條件下保持8h 9h，然后用500目的篩子進(jìn)行分篩，再在600°C 700°C條件下保溫ltT2h，得到增強(qiáng)體顆粒；三、將潔凈的鋁合金放入坩堝中，并通入流速為100mL/mirT200mL/min的氬氣，升溫至700 V ^750 °C，得到熔融的鋁合金，再保溫20mirT40min，然后將溫度降至6000C飛40°C，去除熔融的鋁合金表面的氧化膜，得到鋁合金熔液；四、將不銹鋼攪拌器放入步驟三得到的鋁合金熔液中，不銹鋼攪拌器槳葉距離坩堝底部的高度為0.5cnTl.0cm，控制在30s 40s內(nèi)將攪拌轉(zhuǎn)速升至1320r/mirT2300r/min，再將步驟三得到的增強(qiáng)體顆粒加入到鋁合金熔液中，持續(xù)攪拌10mirTl5min，得到復(fù)合漿料，其中，增強(qiáng)體顆粒在鋁合金熔液中體積含量為1°/Γ25% ；五、將不銹鋼攪拌器更換為石墨攪拌器，控制攪拌速度為200r/mirT300r/min，將步驟四制備的復(fù)合漿料升溫至700°C 750°C，再控制攪拌速度為200r/mirT250r/min，保持15min 20min ；六、將石墨攪拌器移出，除去坩堝內(nèi)復(fù)合漿料表面氧化膜，再將復(fù)合漿料倒入溫度為300°C 500°C的擠壓模具中，并施加75MPa 150MPa的壓力，保持5mirT20min，退模，制成鋁基復(fù)合材料。上述步驟四中采用不銹鋼攪拌器進(jìn)行攪拌、步驟五中更換為石墨攪拌器進(jìn)行攪拌，是利用不銹鋼攪拌器在低溫下能實(shí)現(xiàn)高速攪拌，而石墨攪拌器在復(fù)合漿料中難于溶解、反應(yīng)，從而避免在高溫條件下在復(fù)合漿料中溶入雜質(zhì)元素。同時(shí)，步驟六中在高 壓條件下將復(fù)合漿料凝固，避免了鋁基復(fù)合材料產(chǎn)生鑄造缺陷。本發(fā)明采用合理的攪拌鑄造工藝參數(shù)，在基體金屬的半固態(tài)和液態(tài)溫度分別進(jìn)行一定時(shí)間的攪拌。在半固態(tài)溫度攪拌是利用基體金屬存在部分固相、粘度較大，利于產(chǎn)生較大的剪切力將增強(qiáng)體團(tuán)聚體破碎，同時(shí)基體金屬粘度較大也可以阻止增強(qiáng)體的再次團(tuán)聚與沉降，從而使增強(qiáng)體分布均勻；在液體溫度進(jìn)行攪拌是為了促使金屬中固相全部熔化，使增強(qiáng)體均勻分布到全部基體金屬中。攪拌后的漿料在模具中施加高壓，促使?jié){料在高壓下凝固，利用高壓下基體金屬形核率高、凝固速度快達(dá)到細(xì)化基體金屬晶粒、促使增強(qiáng)體均勻分布且避免產(chǎn)生縮松、縮孔等鑄造缺陷的目的。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明主要改變的參數(shù)是基體金屬半固態(tài)的溫度、半固態(tài)攪拌速度和時(shí)間，基體金屬全液態(tài)時(shí)的溫度、全液態(tài)時(shí)攪拌的速度和時(shí)間，以及壓力凝固時(shí)的壓力，并在半固態(tài)和全液態(tài)分別采用不銹鋼和石墨攪拌器。通過(guò)在半固態(tài)攪拌，利用基體金屬較高的粘度，產(chǎn)生機(jī)械剪切力，使增強(qiáng)體團(tuán)聚體發(fā)生破碎并在剪切力的作用下分散到基體金屬中；半固態(tài)溫度較低，也可以避免增強(qiáng)體與基體金屬之間的有害反應(yīng)。全液態(tài)攪拌速度不能過(guò)高，以免基體金屬熔液卷入氣體、發(fā)生氧化；全液相溫度不能過(guò)高以免增強(qiáng)體與基體金屬發(fā)生有害的反應(yīng)。凝固的壓力需要使復(fù)合漿料快速凝固，以免增強(qiáng)體在基體金屬凝固過(guò)程中重新分布，并避免產(chǎn)生鑄造缺陷。同時(shí)在半固態(tài)和全液態(tài)分別采用不銹鋼和石墨攪拌器，以滿足半固態(tài)攪拌力較大，同時(shí)避免全液態(tài)時(shí)增強(qiáng)體與基體金屬在高溫下發(fā)生有害反應(yīng)。本發(fā)明用于制備鋁基復(fù)合材料。


圖1為實(shí)施例一步驟二所述的增強(qiáng)體顆粒的掃描電鏡圖；圖2為實(shí)施例一制備的鋁基復(fù)合材料的掃描電鏡圖，其中粒狀為增強(qiáng)體碳化硅顆粒、其余為基體金屬；圖3為實(shí)施例一制備的鋁基復(fù)合材料的XRD衍射譜圖，其中“ ”衍射峰代表Al、“.”衍射峰代表SiC、“▲”衍射峰代表Al2Cu ；圖4為實(shí)施例一制備的鋁基復(fù)合材料的透射電鏡圖，其中I代表Al2Ciu區(qū)域2代表Al、區(qū)域3代表SiC、4代表晶界；圖5為實(shí)施例一制備的鋁基復(fù)合材料在室溫(25°C)下的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉的具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
之間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一:本實(shí)施方式半固態(tài)機(jī)械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，具體是按照以下步驟制備的:一、采用質(zhì)量濃度為4% 10%的HF溶液浸泡SiC顆粒，浸泡時(shí)間為24tT72h，期間每隔5tT6h機(jī)械攪拌20mirT40min，浸泡后除去上層澄清液體，再反復(fù)用蒸餾水洗滌至pH達(dá)到
6.8 7.2，得至IJ SiC漿 料，其中，SiC顆粒的質(zhì)量與HF溶液的體積比為9g llg:45mL ；二、將步驟一得到的SiC漿料在溫度為92°C 98°C條件下保持8h 9h，再在溫度為2400C 260°C條件下保持8h 9h，然后用500目的篩子進(jìn)行分篩，再在600°C 700°C條件下保溫ltT2h，得到增強(qiáng)體顆粒；三、將潔凈的鋁合金放入坩堝中，并通入流速為100mL/mirT200mL/min的氬氣，升溫至700 V ^750 °C，得到熔融的鋁合金，再保溫20mirT40min，然后將溫度降至6000C飛40°C，去除熔融的鋁合金表面的氧化膜，得到鋁合金熔液；四、將不銹鋼攪拌器放入步驟三得到的鋁合金熔液中，不銹鋼攪拌器槳葉距離坩堝底部的高度為0.5cnTl.0cm，控制在30s 40s內(nèi)將攪拌轉(zhuǎn)速升至1320r/mirT2300r/min，再將步驟三得到的增強(qiáng)體顆粒加入到鋁合金熔液中，持續(xù)攪拌10mirTl5min，得到復(fù)合漿料，其中，增強(qiáng)體顆粒在鋁合金熔液中體積含量為1°/Γ25% ；五、將不銹鋼攪拌器更換為石墨攪拌器，控制攪拌速度為200r/mirT300r/min，將步驟四制備的復(fù)合漿料升溫至700°C 750°C，再控制攪拌速度為200r/mirT250r/min，保持15min 20min ；六、將石墨攪拌器移出，除去坩堝內(nèi)復(fù)合漿料表面氧化膜，再將復(fù)合漿料倒入溫度為300°C 500°C的擠壓模具中，并施加75MPa 150MPa的壓力，保持5mirT20min，退模，制成鋁基復(fù)合材料。本實(shí)施方式主要改變的參數(shù)是基體金屬半固態(tài)的溫度、半固態(tài)攪拌速度和時(shí)間，基體金屬全液態(tài)時(shí)的溫度、全液態(tài)時(shí)攪拌的速度和時(shí)間，以及壓力凝固時(shí)的壓力，并在半固態(tài)和全液態(tài)分別采用不銹鋼和石墨攪拌器。通過(guò)在半固態(tài)攪拌，利用基體金屬較高的粘度，產(chǎn)生機(jī)械剪切力，使增強(qiáng)體團(tuán)聚體發(fā)生破碎并在剪切力的作用下分散到基體金屬中；半固態(tài)溫度較低，也可以避免增強(qiáng)體與基體金屬之間的有害反應(yīng)。全液態(tài)攪拌速度不能過(guò)高，以免基體金屬熔液卷入氣體、發(fā)生氧化；全液相溫度不能過(guò)高以免增強(qiáng)體與基體金屬發(fā)生有害的反應(yīng)。凝固的壓力需要使復(fù)合漿料快速凝固，以免增強(qiáng)體在基體金屬凝固過(guò)程中重新分布，并避免產(chǎn)生鑄造缺陷。同時(shí)在半固態(tài)和全液態(tài)分別采用不銹鋼和石墨攪拌器，以滿足半固態(tài)攪拌力較大，同時(shí)避免全液態(tài)時(shí)增強(qiáng)體與基體金屬在高溫下發(fā)生有害反應(yīng)。
具體實(shí)施方式
二:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是:步驟一中SiC顆粒的粒徑為5μπΓ50μηι。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是:步驟一中浸泡30h 70h。其它與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是:步驟二中在610°C 680°C條件下保溫。其它與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
五:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至四之一不同的是:步驟三中鋁合金為2014A1合金。其它與具體實(shí)施方式
一至四之一相同。
具體實(shí)施方式
六:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是:步驟三中升溫至710°C 740°C，然后將溫度降至610°C 63(TC。其它與具體實(shí)施方式
一至五之一相同。
具體實(shí)施方式
七:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至六之一不同的是:步驟四中不銹鋼攪拌器相對(duì)槳葉長(zhǎng)度D1與坩堝內(nèi)徑D2的比值SD1: D2= (18^20): (2廣23);復(fù)合漿料液面高度H1與不銹鋼攪拌器槳葉的高度H2的比值為H1: H2= (4 5): (I 2)。其它與具體實(shí)施方式
一至六之一相同。

本實(shí)施方式對(duì)攪拌器槳葉尺寸的設(shè)計(jì)使攪拌器可以產(chǎn)生合適的渦流，防止顆粒粘附在坩堝內(nèi)壁上，同時(shí)避免攪拌器槳葉碰觸坩堝壁；對(duì)復(fù)合漿料液面高度和攪拌器槳葉高度的設(shè)計(jì)防止攪拌時(shí)漿料的濺出，并促進(jìn)增強(qiáng)體在基體金屬熔液中的均勻分散。
具體實(shí)施方式
八:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至七之一不同的是:步驟五中復(fù)合漿料升溫至710V 740°C。其它與具體實(shí)施方式
一至七之一相同。
具體實(shí)施方式
九:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至八之一不同的是:步驟六中施加IOOMPa 140MPa的壓力。其它與具體實(shí)施方式
一至八之一相同。采用以下實(shí)施例驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果:實(shí)施例一:本實(shí)施例半固態(tài)機(jī)械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，具體是按照以下步驟制備的:一、采用質(zhì)量濃度為5%的HF溶液浸泡SiC顆粒，且每隔5h機(jī)械攪拌40min，浸泡72h，然后除去上層澄清液體，再反復(fù)用蒸餾水洗滌至pH達(dá)到7，得到SiC漿料，其中，SiC顆粒的質(zhì)量與HF溶液的體積比為IOg:45mL ；二、將步驟一得到的SiC漿料在溫度為95°C條件下保持8h，再在溫度為250°C條件下保持8h，然后用500目的篩子進(jìn)行分篩，再在650°C條件下保溫lh，得到增強(qiáng)體顆粒；三、將潔凈的鋁合金放入坩堝中，并通入流速為200mL/min的氬氣，升溫至720°C，得到熔融的鋁合金，再保溫20min，然后將溫度降至620°C，去除熔融的鋁合金表面的氧化膜，得到鋁合金熔液；四、將不銹鋼攪拌器放入步驟三得到的鋁合金熔液中，不銹鋼攪拌器槳葉距離坩堝底部的高度為0.8cm，控制在30s內(nèi)將攪拌轉(zhuǎn)速升至2300r/min，再將步驟三得到的增強(qiáng)體顆粒加入到鋁合金熔液中，持續(xù)攪拌15min，得到復(fù)合漿料，其中，增強(qiáng)體顆粒在鋁合金熔液中體積含量為16% ；五、將不銹鋼攪拌器更換為石墨攪拌器，控制攪拌速度為300r/min，將步驟四制備的復(fù)合漿料升溫至730°C，再控制攪拌速度為200r/min，保持15min ；六、將石墨攪拌器移出，除去坩堝內(nèi)復(fù)合漿料表面氧化膜，再將復(fù)合漿料倒入溫度為450°C的擠壓模具中，并施加IOOMPa的壓力，保持15min，退模，制成鋁基復(fù)合材料。本實(shí)施例步驟一中SiC顆粒的粒徑為20 μ m ;步驟三中鋁合金為2014A1合金；步驟四中攪拌器相對(duì)槳葉長(zhǎng)度D1與坩堝內(nèi)徑D2的比值SD1: D2=20: 22;復(fù)合漿料液面高度H1與攪拌器槳葉的高度H2的比值為H1: H2=2:l。本實(shí)施例步驟二所述的增強(qiáng)體顆粒的掃描電鏡圖如圖1所示，從圖中可以看出增強(qiáng)體顆粒呈不規(guī)則多面體形態(tài)、表面干凈，經(jīng)過(guò)兩次烘干處理后，去除了顆粒表面吸附的水分和氣體，提高了顆粒與基體合金的潤(rùn)濕性，改善了顆粒在復(fù)合材料中分散的均勻性。本實(shí)施例制備鋁基復(fù)合材料的掃描電鏡圖如圖2所示，其中粒狀為增強(qiáng)體碳化硅顆粒、其余為基體金屬，通過(guò)掃描電鏡在500X的放大倍數(shù)下觀察并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)由于攪拌鑄造時(shí)氣體卷入形成的孔洞，SiC顆粒在基體內(nèi)分布均勻，不存在顆粒的大塊聚集區(qū)。除了SiC外在復(fù)合材料中還存在一些塊狀的析出相。本實(shí)施例制備的鋁基復(fù)合材料的XRD衍射譜圖如圖3所示，其中“ ”衍射峰代表Α1、“.”衍射峰代表SiC、“▲”衍射峰代表Al2Cu,從衍射峰的標(biāo)定可以看出，鋁基復(fù)合材料中除含有SiC顆粒和Al外， 還有析出相Al2Cu,并沒(méi)有Al4C3的生成，這說(shuō)明本方法制備的復(fù)合材料避免了液態(tài)下有害的界面反應(yīng)(4Al+3SiC=Al4C3+3Si)的發(fā)生，使增強(qiáng)體顆粒自身?yè)p壞的程度降低，保證了顆粒形狀的完性。本實(shí)施例制備的鋁基復(fù)合材料的透射電鏡圖如圖4所示，其中I代表Al2Ciu區(qū)域2代表Al、區(qū)域3代表SiC、4代表晶界，從圖中未發(fā)現(xiàn)在SiC顆粒的界面處有Al4C3的生成，只是界面處有一些Al2Cu的析出相。說(shuō)明半固態(tài)攪拌鑄造法很好的避免了界面反應(yīng)的發(fā)生。本實(shí)施例制備的鋁基復(fù)合材料在室溫(25°C)下的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖如圖5所示，可以看出鋁基復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度達(dá)到310MPa，延伸率達(dá)到6.5%，證明復(fù)合材料具有良好的強(qiáng)度和塑性。
權(quán)利要求
1.半固態(tài)機(jī)械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，其特征在于半固態(tài)機(jī)械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，具體是按照以下步驟制備的: 一、采用質(zhì)量濃度為4% 10%的HF溶液浸泡SiC顆粒，浸泡時(shí)間為24tT72h，期間每隔5tT6h機(jī)械攪拌20mirT40min，浸泡后除去上層澄清液體，再反復(fù)用蒸餾水洗滌至pH達(dá)到6.8 7.2，得至IJ SiC漿料，其中，SiC顆粒的質(zhì)量與HF溶液的體積比為9g llg:45mL ； 二、將步驟一得到的SiC漿料在溫度為92°C 98°C條件下保持8tT9h，再在溫度為2400C 260°C條件下保持8h 9h，然后用500目的篩子進(jìn)行分篩，再在600°C 700°C條件下保溫ltT2h，得到增強(qiáng)體顆粒； 三、將潔凈的鋁合金放入坩堝中，并通入流速為100mL/mirT200mL/min的氬氣，升溫至7000C 750°C，得到熔融的鋁合金，再保溫20mirT40min，然后將溫度降至600°C 640°C，去除熔融的鋁合金表面的氧化膜，得到鋁合金熔液； 四、將不銹鋼攪拌器放入步驟三得到的鋁合金熔液中，不銹鋼攪拌器槳葉距離坩堝底部的高度為0.5cnTl.0cm,控制在30s 40s內(nèi)將攪拌轉(zhuǎn)速升至1320r/mirT2300r/min,再將步驟三得到的增強(qiáng)體顆粒加入到鋁合金熔液中，持續(xù)攪拌10mirTl5min，得到復(fù)合漿料，其中，增強(qiáng)體顆粒在鋁合金熔液中體積含量為19^25% ； 五、將不銹鋼攪拌器更換為石墨攪拌器，控制攪拌速度為200r/mirT300r/min，將步驟四制備的復(fù)合漿料升溫至700°C 750°C，再控制攪拌速度為200r/mirT250r/min，保持15min 20min ； 六、將石墨攪拌器移出，除去坩堝內(nèi)復(fù)合漿料表面氧化膜，再將復(fù)合漿料倒入溫度為300 0C 500°C的擠壓模具中，并施加75MPa 150MPa的壓力，保持5mirT20min，退模，制成鋁基復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半`固態(tài)機(jī)械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟一中SiC顆粒的粒徑為5 μ πΓ50 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半固態(tài)機(jī)械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟一中浸泡30tT70h。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半固態(tài)機(jī)械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟二中在610°C飛80°C條件下保溫。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半固態(tài)機(jī)械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟三中鋁合金為2014A1合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半固態(tài)機(jī)械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟三中升溫至710°C 740°C，然后將溫度降至610°C 63(TC。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固態(tài)機(jī)械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟四中不銹鋼攪拌器相對(duì)槳葉長(zhǎng)度D1與坩堝內(nèi)徑D2的比值為D1: D2= (18^20): (2f 23);復(fù)合漿料液面高度H1與不銹鋼攪拌器槳葉的高度H2的比值為 H1: H2= (4 5): (I 2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半固態(tài)機(jī)械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟五中復(fù)合漿料升溫至710V 740°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半固態(tài)機(jī)械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟六中施加IOOMPa 140MPa的壓力。
全文摘要
半固態(tài)機(jī)械攪拌后高壓凝固制備鋁基復(fù)合材料的方法，本發(fā)明涉及制備鋁基復(fù)合材料的方法。本發(fā)明是要解決攪拌鑄造法存在需要增強(qiáng)體在基體金屬中均勻分布，另外需要避免高溫下增強(qiáng)體與金屬發(fā)生有害的反應(yīng)，并減少凝固過(guò)程中產(chǎn)生的鑄造缺陷的問(wèn)題。方法一、制備SiC漿料；二、制備增強(qiáng)體顆粒；三、制備鋁合金熔液；四、制備復(fù)合漿料；五、升溫?cái)嚢?；六、制得鋁基復(fù)合材料。本發(fā)明避免了增強(qiáng)體與基體金屬之間的有害反應(yīng)以及產(chǎn)生鑄造缺陷，并避免了在全液態(tài)時(shí)增強(qiáng)體與基體金屬在高溫下發(fā)生有害反應(yīng)。本發(fā)明用于制備鋁基復(fù)合材料。
文檔編號(hào)B22D18/02GK103103374SQ201310042089
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者張學(xué)習(xí), 劉明坤, 王曉軍, 郭永良, 耿林 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)