一种连续制备铝基原位复合材料的方法

摘要

本发明涉及铝基复合材料，特指一种连续制备铝基原位复合材料的方法。其特征在于：首先将经过预热的固体反应物与处于近液相线温度的铝合金通过螺旋流变挤压装置进行混合，挤出后在高温区进行化学反应，反应得到的高温铝基复合材料连续进入复合材料熔池，同时向熔池中引入温度较低的铝合金熔体，通过电磁搅拌进行混合，降低铝基原位复合材料浆料的温度至基体合金的通常浇注温度并保证其均匀性，然后采用常规浇注方法成型，冷却后获得铝基原位复合材料铸锭或者铸件。该方法有效组合了现有技术的优势，核心技术成熟、容易实现，便于工业化应用。

主权项

一种连续制备铝基原位复合材料的方法，首先将经过预热的固体反应物与处于近液相线温度的铝合金通过螺旋流变挤压装置进行混合，挤出后在高温区进行化学反应，反应得到的高温铝基复合材料连续进入复合材料熔池，同时向熔池中引入温度较低的铝合金熔体，通过电磁搅拌进行混合，降低铝基原位复合材料浆料的温度至基体合金的通常浇注温度并保证其均匀性，然后采用常规浇注方法成型，冷却后获得铝基原位复合材料铸锭或者铸件；其特征在于：所述的处于近液相线温度的铝合金，是指温度在液相线温度以上10~20℃范围内适合铸造生产的铝合金；所述的螺旋流变挤压装置，是指采用热作模具钢制作，与铝合金熔体接触部分采用等离子喷涂氮化硅陶瓷处理的半固态浆料处理装置，采用双螺旋形式，螺旋节距2~5mm，内腔直径20~40mm，使用过程中该装置内腔的温度与进入该装置的铝合金熔体温度保持一致，螺旋旋转速度为100~300r/min；所述的在高温区进行化学反应，是指在与螺旋流变挤压装置出口相连的温度为850~900℃的高温加热管内进行固体反应物与铝合金之间的化学反应，固体反应物与铝合金的混合物由螺旋流变挤压装置出口连续进入高温加热管，反应时间由高温加热管的有效长度、内腔尺寸与螺旋流变挤压装置的尺寸、螺旋推进速度共同确定；所述的高温加热管，是指采用耐高温且不与铝熔体发生反应的陶瓷材料制作的内腔有效长度800~1000mm、宽50~100mm、高10~15mm的管状区域；所述的连续进入复合材料熔池，是指反应获得的高温铝基复合材料通过封闭的流槽进入到复合材料熔池，流槽温度保持在铝合金熔体液相线以上80~120℃；所述的温度较低的铝合金熔体，是指温度保持在液相线以上10~20℃，成分与进入螺旋流变挤压装置的铝合金熔体相同的铝合金，其加入量为高温铝基复合材料质量的50~150%；所述的通过电磁搅拌进行混合，是指通过交变电磁场实现高温铝基复合材料与温度较低的铝合金熔体的搅拌，交变电磁线圈布置在复合材料熔池外，交变电流强度为10~30A，电磁搅拌装置连续工作。