一种工业规模制备内生颗粒增强铝基复合材料的制备方法

摘要

本发明的目的是提供一种工业规模制备内生颗粒增强铝基复合材料的制备方法即熔体反应法+电磁搅拌处理+半连铸成型集成技术。该方法是将含有增强颗粒形成元素的化合物在某一温度下加入到熔融的铝或铝合金中，同时施加电磁搅拌，使之充分反应，并使内生颗粒在熔体中分布较均匀，获得的复合材料熔体，经半连铸成棒材。因而，具有工艺简单、成本低、周期短、满足工业化生产等优点，是实现内生颗粒增强铝基复合材料工业化规模生产和应用的新技术之一。该方法制备的内生颗粒不仅具有高的强度、硬度和弹性模量，而且颗粒尺寸小(平均直径≤2um)，且在基体中分布均匀，因而增强效果好。

主权项

1.一种工业规模制备内生颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于采用熔体反应法+电磁搅拌处理+半连铸成型集成技术制备颗粒增强铝基复合材料，包括反应体系的优化和集成技术两方面：(1)反应体系的优化反应体系由铝熔体和含颗粒形成元素的化合物组成，它们是下列组合方案之一：①Al-ZrSiO4；②Al-TiO2-KBF4；③Al-K2TiF6-KBF4；④Al-ZrOCl2；⑤Al-Zr(CO3)2-B2O3；将反应物按一定比例混合至均匀，留以待用；(2)集成技术将纯铝或其合金在电感应加热装置的陶瓷坩埚中熔化，加热温度为该合金熔点以上200～300℃； 将按一定配比的反应物通过导管加入铝液中，同时用电磁搅拌机进行电磁搅拌，使反应充分进行，反应结束后仍需施加电磁搅拌5min，反应时间视体系不同而不同，通常在40min内完成；搅拌的电流强度为30～50安培，电磁场频率为5～20Hz；反应的同时进行保温，保温温度为该合金液相线以上150～200℃，反应后除渣，进行氮气除气，精炼时间10～15分钟；熔体温度为该合金液相线以上150～200℃时进行半连铸成棒材。