一種納米氧化鋁增強鋁基復(fù)合材料的制備方法
【專利摘要】一種納米氧化鋁增強鋁基復(fù)合材料的制備方法，首先將納米氧化鋁在無水乙醇中超聲處理10～15min，靜置、去除無水乙醇后在500～560℃下烘3～4h；將鋁合金放入石墨坩鍋內(nèi)加熱、熔化，在溫度700～800℃時，將上述納米氧化鋁按鋁合金的1～6wt.%的量加入到鋁合金熔體中，加入時間為8～25min，在加入過程中引入高能超聲波到鋁合金熔體中，超聲頻率5～10KHz、功率1000W，而后繼續(xù)超聲處理5～20min，超聲頻率20KHz、功率800～1000W；將熔體溫度控制在740～750℃，繼續(xù)超聲2～4min，澆入到經(jīng)400～450℃預(yù)熱處理的金屬模型中，冷卻。本發(fā)明工藝成本低、簡單；安全可靠；操作方便，得到的鋁基納米復(fù)合材料組織中晶粒細小，且納米氧化鋁增強相分布均勻，無團聚現(xiàn)象。
【專利說明】一種納米氧化鋁增強鋁基復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬材料制備領(lǐng)域，特別涉及鋁基復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]顆粒增強鋁基復(fù)合材料具有比強度、比剛度高、高耐磨性、高的減振性等許多優(yōu)點。氧化鋁因其具有良好的耐熔性能同時又具有高硬度、高的抗壓及抗磨等特點，是理想的增強相，為廣大學者所關(guān)注。微米顆?？梢愿纳苹w的屈服強度及極限抗壓強度，但使基體的延展性變差。納米顆粒能在保持很高含量下全面改善基體的機械性能，因而逐漸受到重視。但是通過傳統(tǒng)的工藝制備納米復(fù)合材料存在納米顆粒易團聚、含量不高、工藝復(fù)雜、成型受限等問題，這將阻礙其進一步的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種用納米氧化鋁增強鋁基復(fù)合材料的制備方法。
[0004]本發(fā)明所述的制備方法為:首先將納米氧化鋁在無水乙醇中超聲處理10~15min,靜置、去除無水乙醇后在500~560°C下烘3~4h ;將招合金放入石墨i甘鍋內(nèi)加熱、熔化，在溫度700~800°C時，將上述納米氧化鋁按鋁合金的I~6wt.%的量加入到鋁合金熔體中，加入時間為8~25min，在加入過程中弓丨入高能超聲波到鋁合金熔體中，超聲頻率5~10KHZ、功率1000W，而后繼續(xù)超聲處理5~20 min，超聲頻率20KHZ、功率800~1000W ;將熔體溫度控制在740~750°C，繼續(xù)超聲2~4min，澆入到經(jīng)400~450°C預(yù)熱處理的金屬模型中，冷卻后即可獲得。
[0005]本發(fā)明所述的納米氧化鋁顆粒的最佳尺寸為20~70nm。
[0006]本發(fā)明得到的鋁基納米復(fù)合材料組織中晶粒細小，且納米氧化鋁增強相分布均勻，無團聚現(xiàn)象。此工藝成本低、簡單；安全可靠；操作方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明制備的鋁基納米復(fù)合材料顯微組織。
【具體實施方式】
[0008]本發(fā)明將通過以下實施例作進一步說明。
[0009]實施例1。
[0010]首先將納米氧化鋁(30nm)在無水乙醇中超聲處理lOmin，靜置、去除無水乙醇后在500°C下烘3h ;將鋁合金放入石墨坩鍋內(nèi)加熱、熔化，在溫度700°C時，將上述納米氧化鋁按鋁合金Iwt.%的量加入到鋁合金熔體中，加入時間為8min，在加入過程中引入高能超聲波到鋁合金熔體中，超聲頻率及功率分別為5KHZ，1000W，而后繼續(xù)超聲處理5min，超聲頻率及功率分別為20KHZ，800W ;將熔體溫度控制在740°C，繼續(xù)超聲2min，澆入到經(jīng)400°C預(yù)熱處理的金屬模型中，冷卻后取樣。[0011]實施例2。
[0012]首先將納米氧化鋁(30nm)在無水乙醇中超聲處理lOmin，靜置、去除無水乙醇后在500°C下烘3h ;將鋁合金放入石墨坩鍋內(nèi)加熱、熔化，在溫度700°C時，將上述納米氧化鋁按鋁合金Iwt.%的量加入到鋁合金熔體中，加入時間為8min，在加入過程中引入高能超聲波到鋁合金熔體中，超聲頻率及功率分別為5KHZ，1000W，而后繼續(xù)超聲處理lOmin，超聲頻率及功率分別為20KHZ，1000ff ;將熔體溫度控制在740°C，繼續(xù)超聲2 min,澆入到經(jīng)400°C預(yù)熱處理金屬模型中，冷卻后取樣。
[0013]實施例3。
[0014]首先將納米氧化鋁(30nm)在無水乙醇中超聲處理lOmin，靜置、去除無水乙醇后在500°C下烘3h ;將鋁合金放入石墨坩鍋內(nèi)加熱、熔化，在溫度750°C時，將上述納米氧化鋁按鋁合金Iwt.%的量加入到鋁合金熔體中，加入時間為8min，在加入過程中引入高能超聲波到鋁合金熔體中，超聲頻率及功率分別為5KHZ，1000W，而后繼續(xù)超聲處理lOmin，超聲頻率及功率分別為20KHZ，1000ff ;將熔體溫度控制在750°C，繼續(xù)超聲2 min,澆入到經(jīng)400°C預(yù)熱處理金屬模型中，冷卻后取樣。
[0015]實施例4。[0016]首先將納米氧化鋁(30nm)在無水乙醇中超聲處理15min，靜置、去除無水乙醇后在540°C下烘3h ;將鋁合金放入石墨坩鍋內(nèi)加熱、熔化，在溫度800°C時，將上述納米氧化鋁按鋁合金2.5wt.%的量加入到鋁合金熔體中，加入時間為20 min,在加入過程中引入高能超聲波到鋁合金熔體中，超聲頻率及功率分別為5KHZ，1000W，而后繼續(xù)超聲處理12min，超聲頻率及功率分別為20KHZ，1000ff ;將熔體溫度控制在750°C，繼續(xù)超聲4min，澆入到經(jīng)450°C預(yù)熱處理金屬模型中，冷卻后取樣。
[0017]附圖1為實施實例3條件下獲得的的鋁基納米復(fù)合材料組織，圖中可見，所獲得的鋁基納米復(fù)合材料組織中沒有樹枝晶出現(xiàn)，取而代之的是大量的薔薇狀、球狀及等軸狀晶粒。超聲空化、聲流效應(yīng)使得納米氧化鋁粉末在熔體中均勻分布，在凝固過程中納米的氧化鋁顆粒阻礙了初次鋁晶粒的長大從而使復(fù)合材料的組織得到了明顯的細化。
【權(quán)利要求】
1.一種納米氧化鋁增強鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征是首先將納米氧化鋁在無水乙醇中超聲處理10~15 min,靜置、去除無水乙醇后在500~560°C下烘3~4h ;將招合金放入石墨坩鍋內(nèi)加熱、熔化，在溫度700~800°C時，將上述納米氧化鋁按鋁合金的I~6wt.%的量加入到鋁合金熔體中，加入時間為8~25min，在加入過程中引入高能超聲波到鋁合金熔體中，超聲頻率5~10KHZ、功率1000W，而后繼續(xù)超聲處理5~20min，超聲頻率20KHZ、功率800~1000W ;將熔 體溫度控制在740~750°C，繼續(xù)超聲2~4min，澆入到經(jīng)400~450°C預(yù)熱處理的金屬模型中，冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是所述的納米氧化鋁顆粒的尺寸為20~70nmo
【文檔編號】C22C32/00GK103924128SQ201410114199
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】閆洪, 陳小會 申請人:南昌大學