[发明专利]一种制备Al2O3-TiC铝基复合材料的工艺方法

说明书

所属技术领域：

本发明涉及Al₂O₃-TiC铝基复合材料的制备工艺方法，属于新材料领域。

背景技术：

活塞是汽车发动机上关键零部件，它是在高温、摩擦等恶劣条件下工作的，对材料的高温力学性能、热稳定性及耐磨性都有很高的要求。目前，广泛使用的是Al-Si合金，尽管其具有热膨胀系数低较、耐磨性较高、重量较轻等优点，而成为了最常用的活塞材料。但该材料铸造和加工性能较差。

为了改善合金的高温性能，在铝合金中加入了V、Ni、Cu、Mo、Ti等元素，这些元素提高了活塞的高温强度及体积稳定性。但这些合金在250～300℃的高温性能还是难以满足活塞在使用上性能的要求。

为了进一步提高活塞材料的高温性能及耐磨性，近年来开发了铝基复合材料活塞。该法尚存在工艺复杂、超细金属纤维制备难度大、成本高、高温易氧化、易与铝反应生成脆性相等问题。

发明内容：

为了克服现有的生产汽车发动机活塞材料中的诸多问题，本发明提供了一种简单、廉价、易行且性能够满足要求的制备Al₂O₃-TiC铝基复合材料的工艺方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：按照预定的比例进行混粉、球磨和冷压，制备成预制块，然后将预制块分别加入到铝液中，保持一定时间后，浇注后制备Al₂O₃-TiC铝基复合材料。

本发明的有益效果是：原材料成本低廉，制备工艺简单，组织和性能满足要求。

附图说明

附图为制备Al₂O₃-TiC铝基复合材料的工艺流程图

具体实施方式：

首先将40μm的Al粉、35μmTiO₂粉和80μm的石墨粉按照18∶20∶3比例混合。然后在球蘑机中进行球磨。其次将球磨后的粉在150℃下烘干，经过400目的筛子过滤后，压制成直径40mm×厚度15mm的预制块。当熔化炉温度为840℃时加入工业纯铝，依次分批加入预制块，每次加入3-5块，保温3-5分钟，炉内发生化学反应，生成Al₂O₃和TiC颗粒。最后将含有陶瓷颗粒的熔融态铝液浇铸到金属模具中，最终制得Al₂O₃-TiC铝基复合材料。