一種碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]
本發(fā)明屬于鋁基復(fù)合材料領(lǐng)域，具體是一種碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]
獲得足夠的異顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，由于具有密度低、鑄造性能優(yōu)異、耐磨性、高比強(qiáng)度、良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能、熱膨脹系數(shù)小、等一系列優(yōu)異性能，具有潛在的應(yīng)用前景和廣闊的市場(chǎng)，顆粒增強(qiáng)的金屬基復(fù)合材料，相比較纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料具有成本低廉，各向異性小，容易合成。在制備含有SiC顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料時(shí)，由于SiC顆粒與鋁合金之間的潤(rùn)濕性很差，制備的工藝要求較高，目前主要有粉末冶金法、噴射沉積法、攪拌鑄造法和擠壓鑄造法?，F(xiàn)有工藝制備方法雖然已經(jīng)成功制造了復(fù)合材料，但很難用于工業(yè)化生產(chǎn)，對(duì)現(xiàn)有工藝的進(jìn)一步完善和新工藝的開(kāi)發(fā)成為下一步研究工作的主要任務(wù)，因此在生產(chǎn)中迫切需要發(fā)明一種在一定程度上改善SiC顆粒與A1潤(rùn)濕性有效方法，本發(fā)明用氟鹽法鹽與碳化硅顆粒進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)制備鋁基復(fù)合材料，促進(jìn)SiC顆粒的滲透，改善了A1熔體對(duì)SiC顆粒的浸潤(rùn)性差問(wèn)題，能耗低，工藝簡(jiǎn)單方便操作成本低，可以工業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法，本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)合成產(chǎn)物中促進(jìn)SiC顆粒的滲透，改善了A1熔體對(duì)SiC顆粒的浸潤(rùn)性很差等技術(shù)問(wèn)題。
[0004]為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的以下步驟進(jìn)行的:
(1)首先按質(zhì)量百分比準(zhǔn)備材料:質(zhì)量占比在不小于1%到小于100%的碳化硅粉及顆粒，質(zhì)量占比在不小于1%到小于100%的氟鈦酸鉀，(或者氟鋯酸鉀、或者氟硼酸鉀、或者氟硅酸鉀、或者氟鉭酸鉀)將上述兩種粉料混合均勻(或者幾種混合均勻)。
[0005](2)在熔化爐中將純鋁或鋁合金熔化，升溫至660°C?1500°C后將上述混合粉狀原料占鋁熔體重量1%-100%兩種粉狀原料加入爐中充分?jǐn)噭?dòng)熔液保溫5-100min后，對(duì)熔液扒渣后，充分?jǐn)噭?dòng)熔液后的熔液澆鑄成各種產(chǎn)品。
[0006]使用本發(fā)明可以達(dá)到以下有益效果:本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)合成產(chǎn)物中促進(jìn)SiC顆粒的滲透，改善了 A1熔體對(duì)SiC顆粒的浸潤(rùn)性很差等技術(shù)問(wèn)題，能耗低，工藝簡(jiǎn)單方便操作成本低，可以工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0007]
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0008]下面通過(guò)6個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的一種碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法進(jìn)一步說(shuō)明:
實(shí)施例1
(1)首先按質(zhì)量百分比準(zhǔn)備材料:占比兩者總質(zhì)量的1%碳化硅粉及顆粒，占比兩者總質(zhì)量的99%的氟鈦酸鉀，(或者氟鋯酸鉀、或者氟硼酸鉀、或者氟硅酸鉀、或者氟鉭酸鉀)將上述兩種粉料混合均勻。
[0009](2)將爐中純鋁或鋁合金熔化，升溫至660°C后將占鋁熔體重量100%兩種混合粉狀原料加入爐中充分?jǐn)噭?dòng)熔液保溫5min后，對(duì)熔液扒渣后，充分?jǐn)噭?dòng)熔液后的熔液澆鑄成各種產(chǎn)品。
[0010]實(shí)施例2
(1)首先按質(zhì)量百分比準(zhǔn)備材料:占比兩者總質(zhì)量的50%碳化硅粉及顆粒，占比兩者總質(zhì)量的50%的氟鈦酸鉀，(或者氟鋯酸鉀、或者氟硼酸鉀、或者氟硅酸鉀、或者氟鉭酸鉀)將上述兩種粉料混合均勻。
[0011](2將爐中純鋁或鋁合金熔化，升溫至900°C后將占鋁熔體重量50%兩種混合粉狀原料加入爐中充分?jǐn)噭?dòng)熔液保溫40min后，對(duì)熔液扒渣后，充分?jǐn)噭?dòng)熔液后的熔液澆鑄成各種
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[0012]實(shí)施例3
(1)首先按質(zhì)量百分比準(zhǔn)備材料:占比兩者總質(zhì)量的99%碳化硅粉及顆粒，占比兩者總質(zhì)量的1%的氟鈦酸鉀，(或者氟鋯酸鉀、或者氟硼酸鉀、或者氟硅酸鉀、或者氟鉭酸鉀)將上述兩種粉料混合均勻。
[0013](2)將爐中純鋁或鋁合金熔化，升溫至1000°C后將占鋁熔體重量1%兩種混合粉狀原料加入爐中充分?jǐn)噭?dòng)熔液保溫60min后，對(duì)熔液扒渣后，充分?jǐn)噭?dòng)熔液后的熔液澆鑄成各種產(chǎn)品。
[0014]實(shí)施例4
(1)首先按質(zhì)量百分比準(zhǔn)備材料:占比總質(zhì)量的25%碳化娃粉及顆粒，占比幾者總質(zhì)量的15%的氟鈦酸鉀，15%氟鋯酸鉀、15%氟硼酸鉀、15%氟硅酸鉀、15%氟鉭酸鉀將上述幾種粉料混合均勻。
[0015](2)將爐中純鋁或鋁合金熔化，升溫至800°C后將占鋁熔體重量80%幾種混合粉狀原料加入爐中充分?jǐn)噭?dòng)熔液保溫30min后，對(duì)熔液扒渣后，充分?jǐn)噭?dòng)熔液后的熔液澆鑄成各種產(chǎn)品。
[0016]實(shí)施例5
(1)首先按質(zhì)量百分比準(zhǔn)備材料:占比總質(zhì)量的1 %碳化娃粉及顆粒，占比幾者總質(zhì)量的19.8%的氟鈦酸鉀，19.8%氟鋯酸鉀、19.8%氟硼酸鉀、19.8%氟硅酸鉀、19.8%氟鉭酸鉀將上述幾種粉料混合均勻。
[0017](2)將爐中純鋁或鋁合金熔化，升溫至700°C后將占鋁熔體重量60%幾種混合粉狀原料加入爐中充分?jǐn)噭?dòng)熔液保溫20min后，對(duì)熔液扒渣后，充分?jǐn)噭?dòng)熔液后的熔液澆鑄成各種產(chǎn)品。
[0018]實(shí)施例6
(1)首先按質(zhì)量百分比準(zhǔn)備材料:占比總質(zhì)量的95%碳化娃粉及顆粒，占比幾者總質(zhì)量的1%的氟鈦酸鉀，1%氟鋯酸鉀、1%氟硼酸鉀、1%氟硅酸鉀、1%氟鉭酸鉀將上述幾種粉料混合均勻。
[0019](2)將爐中純鋁或鋁合金熔化，升溫至780°C后將占鋁熔體重量30%幾種混合粉狀原料加入爐中充分?jǐn)噭?dòng)熔液保溫lOmin后，對(duì)熔液扒渣后，充分?jǐn)噭?dòng)熔液后的熔液澆鑄成各種產(chǎn)品。
[0020]兩種混合粉狀原料或者幾種混合粉狀原料占鋁熔體重量1%、50%、或100%。占比幾種混合碳化硅粉和氟鈦酸鉀，氟鋯酸鉀、氟硼酸鉀、氟硅酸鉀、氟鉭酸鉀混合質(zhì)量百分比為1%、(19.8%X 5)或 95%、(1%X 5)或 35%、( 15%X 5)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)首先按質(zhì)量百分比準(zhǔn)備材料:質(zhì)量占比在不小于1%到小于100%的碳化硅粉及顆粒，質(zhì)量占比在不小于1%到小于100%的氟鈦酸鉀或者氟鋯酸鉀、或者氟硼酸鉀、或者氟硅酸鉀或者氟鉭酸鉀，將上述兩種粉料混合均勻或者幾種混合均勻； (2)在熔化爐中將純鋁或鋁合金熔化，升溫至660°C?1500°C后將上述混合粉狀原料占鋁熔體重量1%_100%兩種粉狀混合原料或者幾種混合原料加入爐中充分?jǐn)噭?dòng)熔液保溫5-lOOmin后，然后對(duì)熔液進(jìn)行扒渣； (3)最后就可以將上述去渣后的熔液攪動(dòng)澆鑄成各種產(chǎn)品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:占比兩則碳化硅粉和氟鈦酸鉀或者氟鋯酸鉀、或者氟硼酸鉀、或者氟硅酸鉀、或者氟鉭酸鉀兩則混合的質(zhì)量百分比為1%、99%或50%、50%或者99%、1%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:升溫溫度為660°C、900°C或1000°C。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:保溫時(shí)間為5min、40min或60min。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:兩種混合粉狀原料或者幾種混合粉狀原料占鋁熔體重量的1%、50%、或100%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:占比幾種混合碳化硅粉和氟鈦酸鉀，氟鋯酸鉀、氟硼酸鉀、氟硅酸鉀、氟鉭酸鉀混合質(zhì)量百分比為 1%、(19.8%X 5)或 95%、(1%X 5)或 35%、( 15%X 5)。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法，涉及鋁基復(fù)合材料領(lǐng)域。本發(fā)明的操作方法是將碳化硅粉及顆粒，氟鈦酸鉀，或氟鋯酸鉀、或氟硼酸鉀、或氟硅酸鉀、或者氟鉭酸鉀將上述兩種或幾種粉料混合均勻。將爐中鋁熔化，升溫至660℃-1500℃后將混合粉狀原料加入爐中充分?jǐn)噭?dòng)熔液保溫后，對(duì)熔液扒渣后，充分?jǐn)噭?dòng)熔液后的熔液澆鑄成各種產(chǎn)品。本發(fā)明有效地提高了鋁基復(fù)合材料性能，工藝簡(jiǎn)單方便操作成本低，可以工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】C22C21/00, C22C1/10, C22C1/02, C22C32/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105463265
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510965319
【發(fā)明人】周凡
【申請(qǐng)人】周凡
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月21日