一种制备高体积分数碳化硅颗粒增强铜基复合材料的方法

摘要

一种制备高体积分数碳化硅颗粒增强铜基复合材料的方法，属金属基复合材料领域。工艺为：首先一定粒度分布的SiC粉末混合均匀与多聚物组元石蜡基粘结剂以57～68体积％装载量在双辊挤压机上进行混炼，得到均匀的喂料；随后在粉末注射成形机上以150～175℃的注射温度、75～125MPa的注射压力注射成形，得到所需形状的坯体，经过“溶脱+热脱”脱脂后于600～1120℃预烧结得到多孔SiC预成形坯。接着在1400℃～1450℃于真空气氛下采用无压浸渗将铜合金渗入多孔SiC预成形坯。从而获得高体积分数的SiC_p/Cu复合材料。本发明能够制备形状复杂的薄壁SiC_p/Cu复合材料零部件，增强相的含量高达57～67体积％，复合材料的致密度高，显微组织中增强相分布均匀，而且还具有材料利用率高、生产效率高，成本低的优点。

主权项

1.一种制备高体积分数碳化硅颗粒增强铜基复合材料的方法，采用注射成形-无压浸渗工艺，其特征在于：a、喂料制备：单一颗粒的喂料采用18μm、24μm、40μm、63μm、100μm的单一粒径粉末；双颗粒粒径的喂料是将60～130μm的SiC粗颗粒和6～18μm的SiC细颗粒按3∶1的比例进行混合；首先将SiC粉末与粘结剂在双行星混炼机中于150～165℃、转速30～45rpm的条件下混炼30～60min制成均匀喂料；粘结剂成分重量百分比为：50～70％石蜡、10～20％高密度聚乙烯、10～20％聚丙烯和5～10％硬脂酸；喂料中的SiC粉末占喂料体积的57～68％；b、注射成形：在注射温度为150～175℃，注射压力为70MPa～125MPa条件下注射成形，得到复杂形状的SiC预成形坯；c、预成形坯脱脂：注射坯体采用“溶脱+热脱”两步脱脂工艺进行脱除粘结剂；先在三氯乙烯或三氯乙烷有机溶剂中于45～60℃下浸泡3～6h进行溶剂脱脂；干燥后，再在真空气氛或空气中于600～1120℃进行热脱脂及预烧结时间为8～10h，得到多孔SiC骨架；d、无压浸渗：将浸渗用铜合金置于多孔SiC坯体上在真空炉中进行无压浸渗，铜合金的重量百分比为：3～8％Al、1～3％Fe、1～2％Mn、2～4％Ni，余量Cu；浸渗温度为1400～1450℃，保温40～90min，从而得到致密的，组织均匀的SiCp/Cu复合材料。