申請?zhí)? 201710899306.9

申請日: 2017.09.28

國家/省市:中國安徽(34)

公開號: 107641727A

公開日: 2018.01.30

主分類號:C22C 1/05(2006.01)

分類號: C22C 1/05(2006.01); C22C 21/00(2006.01); C22C 32/00(2006.01); B22F 1/00(2006.01); B22F 3/02(2006.01); B22F 3/10(2006.01)

申請人: 合肥工業(yè)大學(xué)

發(fā)明人: 吳玉程; 王武杰; 洪雨; 劉家琴; 湯文明

代理人: 沈尚林

代理機(jī)構(gòu):北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司(11212)

申請人地址:安徽省合肥市屯溪路193號

摘要：本發(fā)明公開了一種通過高速壓制制備高體積分?jǐn)?shù)SiC顆粒增強(qiáng)Al基復(fù)合材料的方法，包括SiC粉體的氧化處理混料、高速壓制成型、N2氣氛保護(hù)燒結(jié)和冷卻步驟。本發(fā)明通過高速壓制技術(shù)制備高體積分?jǐn)?shù)的SiC顆粒增強(qiáng)Al基復(fù)合材料的壓坯，該過程制備的壓坯密度高且密度分布均勻、生產(chǎn)率高、成本低廉，可經(jīng)濟(jì)成形大型零件。SiC顆粒增強(qiáng)Al壓坯經(jīng)高速壓制技術(shù)單次壓制后，相對密度為85?92％，較高的壓坯密度有利于降低燒結(jié)溫度和燒結(jié)時(shí)間。在N2氣氛保護(hù)下，壓坯加熱到鋁合金熔點(diǎn)以上進(jìn)行液相燒結(jié)，液相填充碳化硅顆粒之間的空隙和鋁合金粉末間的冶金結(jié)合同時(shí)進(jìn)行。燒結(jié)坯凝固冷卻后的得到碳化硅分布均勻、相對密度94?98％、熱導(dǎo)率150?190W/mK的碳化硅增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。

主權(quán)利要求

1.一種通過高速壓制制備高體積分?jǐn)?shù)SiC顆粒增強(qiáng)Al基復(fù)合材料的方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)碳化硅粉體表面處理：將碳化硅粉末在去離子水中超聲振動(dòng)30-60分鐘，除去碳化硅表面的雜質(zhì)和油污，然后進(jìn)行干燥處理，先在150-200℃烘箱中干燥10-12小時(shí)，將干燥后的碳化硅放到剛玉坩堝中，再放入高溫爐中，在1000-1200℃的溫度下保溫2-4小時(shí)，升溫速度2-5℃/min，使其表面形成一層致密的SiO2層，然后隨爐冷卻；(2)混料：向氧化處理后的碳化硅粉體中加入鋁合金粉末，其中碳化硅粉體占混合粉末的體積分?jǐn)?shù)為30-50％，鋁合金粉末占混合粉末的體積分?jǐn)?shù)為50-70％，將混合原料置于滾筒式混料機(jī)中混12-15小時(shí)，轉(zhuǎn)速為180r/min，得到均勻性良好的混合粉末；(3)高速壓制成型：采用重力勢能作為蓄能方式，將步驟(2)制得的混合粉末高速壓制實(shí)驗(yàn)機(jī)壓制生坯，重錘重量的為50-100Kg，將重錘的升至0.2-1.0m的高處，通過調(diào)節(jié)重錘質(zhì)量和壓制高度改變壓制能量，通過重錘的自由落體運(yùn)動(dòng)壓制混合粉體，得到SiC增強(qiáng)Al基復(fù)合材料壓坯；(4)N2氣氛保護(hù)燒結(jié)：將SiC增強(qiáng)Al基復(fù)合材料壓坯放置管式氣氛爐中，設(shè)置燒結(jié)溫度為680-720℃，N2氣氛下保護(hù)燒結(jié)，升溫速率3-4℃/min，到達(dá)預(yù)定燒結(jié)溫度后保溫2-3小時(shí)，得到SiC增強(qiáng)Al基復(fù)合材料預(yù)成品；(5)冷卻：通過管式氣氛爐控制SiC增強(qiáng)Al基復(fù)合材料預(yù)成品降溫冷卻至400-450℃，冷卻速率2-3℃/min，保溫1-3小時(shí)，隨爐冷卻，待其冷卻至室溫，取出樣品，去除附著在樣品表面的鋁合金和氧化層，得到SiC顆粒增強(qiáng)Al基復(fù)合材料成品。