一种微纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法

摘要

本发明提供一种微纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法，属于铝基复合材料制备技术领域。该方法将铝基合金粉末和增强体粉末进行高能球磨；将球磨结束后制得的复合粉末真空干燥，过筛；将经过干燥筛分的复合粉末采用超声振动，控制烧结气氛进行松散粉末的无压烧结，制得全致密的粉末冶金铝基复合材料坯料，坯料经过挤压、轧制、模锻等热加工后，得到所要的铝基复合材料。该方法采用全新的活化烧结致密化工艺，将复合粉末在气氛保护下不经压制直接进行超声振动致密化烧结，制备出全致密的微纳米颗粒增强铝基复合材料坯料，制备出的铝基复合材料增强相分布均匀，产品性能优异，该法对产品大小及形状无限制，成本低廉适合规模化生产。

主权项

一种微纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：(1)将铝基合金粉末和增强相粉末混合，混合后的粉末进行高能球磨，即在转速为200r/min的行星球磨机上湿磨5‑25小时，球磨介质是丙酮；(2)将高能球磨后制得的复合粉末放入30℃的真空干燥箱中干燥3‑10小时，并将干燥后的粉末用研钵研磨，研磨后粉末的粒度与原料中铝基合金粉末的粒度相同；(3)将经过干燥研磨的复合粉末置于可控烧结气氛的不锈钢容器中，然后置于电阻炉中烧结，电阻炉升温速度为5℃/min，升至550‑650℃后，在保温的情况下，采用频率20kHz，额定功率1kW的超声振动装置，对容器中的粉体进行30min的超声振动处理，超声振动装置深入粉体50mm，声强5.0W/cm²，处理完后继续保温150min，最后随炉冷却至室温，制得全致密的微纳米增强相均匀分布的铝基复合材料；所述步骤(1)中铝基合金粉末的平均粒度为1～100μm，增强相的平均粒度为0.01～30μm，增强相颗粒在复合粉末中的质量百分比为0.01～60％；所述步骤(1)中球磨的球料比为20:1；所述铝基合金，即基体为铝及其合金；增强相为AlN、Al₂O₃、SiC、Si₃N₄、TiC、TiB₂、B₄C、金刚石中的一种或多种；所述步骤(3)中的烧结气氛为高纯Ar、高纯N₂或H₂。