铜合金基硅藻土浮石氧化铁复合材料及其制备方法

摘要

本发明提供一种铜合金基硅藻土浮石氧化铁复合材料及其制备方法，该复合材料吸波性能高，并且具有优越的阻尼性能。该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。该复合材料以铜合金为基体，在基体上分布着硅藻土浮石氧化铁复合物；硅藻土浮石氧化铁复合物占复合材料的体积百分比为45-50％；该铜合金基体的化学成分的重量百分含量：Al为3％～5％，Ti为0.01％～0.05％，Sn为0.5％-1％，Nd为0.005％-0.01％，其余为Cu。

主权项

一种铜合金基硅藻土浮石氧化铁复合材料，该复合材料通过以下方法制备的，具体步骤如下：a.硅藻土浮石氧化铁复合物的准备：先把氯化铁和硫酸亚铁铵装入带聚四氟乙烯衬里的水热容器中，加水溶解，再装入硅藻土和浮石混合物，硅藻土颗粒的尺寸为0.1‑0.4mm，浮石颗粒的尺寸为0.5‑1mm，硅藻土浮石混合物中硅藻土和浮石的重量比为(0.5‑1)∶1，搅拌以上物质达4‑8min，氯化铁、硫酸亚铁铵及硅藻土浮石混合物的重量比为1∶1∶(1‑2)，搅拌结束后将搅拌物置于240℃的烘箱中保温3h后自然冷却便得到硅藻土浮石氧化铁复合物；其中氧化铁为Fe3O4；b.铁纤维的准备：按重量百分含量Cu为0.003％‑0.09％，Sm为0.003％‑0.09％，其余为Fe进行配料，原料置于带有加热装置的升液管内熔化而形成铁合金液；熔化温度为1560‑1580℃；合金液通过升液管与旋转的水冷铜合金转轮凸缘接触，水冷铜合金转轮凸缘将合金液拽出，形成合金材料纤维，转轮凸缘的线速度为19‑21m/s，铁纤维的直径为10‑45μm；转轮开转前开启转轮水冷系统，水冷系统进水温度小于30℃；c.然后将长径比为7∶1的铁纤维和硅藻土浮石氧化铁复合物放入底部通真空系统的水冷钢制模具的空腔中形成复合物预制体，铁纤维占硅藻土浮石氧化铁复合物的重量百分比为2％，控制复合物预制体占金属模具空腔体积的45‑50％；开启钢制模具的水冷系统，控制进水温度为20‑30℃；d.铜合金液的准备：将重量百分含量Al为3％～5％，Ti为0.01％～0.05％，Sn为0.5％‑1％，Nd为0.005％‑0.01％，其余为Cu的原料，在1280‑1320℃温度下熔化成合金液；e.开启真空系统，控制上述钢制模具内的相对真空度为‑30KPa，将上述铜合金液浇入钢制模具空腔内复合物预制体的上面，铜合金液在真空压力作用下渗入复合物预制体中的间隙，合金液在模具内冷却凝固，形成铜合金基硅藻土浮石氧化铁复合材料。