[发明专利]SiC颗粒增强铝基复合材料制备方法

权利要求书

1.一种依靠真空熔炼炉的SiC颗粒增强铝基复合材料制备方法，其特征在于，所述真空熔炼炉包括坩埚复合装置及坩埚升降平台系统、搅拌装置及搅拌升降平台系统、加料装置(5)、真空系统(6)、手持可升降热电偶(7)、密封系统、电控系统，

所述坩埚复合装置及坩埚升降平台系统包括坩埚复合装置(1)、坩埚升降平台系统(2)，所述坩埚复合装置(1)安装于坩埚升降平台(2)上，所述坩埚升降平台系统(2)用于实现坩埚复合装置(1)的垂直上下升降；

所述搅拌装置及搅拌升降平台系统包括搅拌装置(3)、搅拌升降平台系统(4)，所述搅拌装置(3)安装于搅拌升降平台系统(4)上，所述搅拌升降平台系统(4)用于实现搅拌装置(3)的垂直上下升降；所述坩埚复合装置(1)与加料装置(5)之间通过真空系统(6)连接；所述搅拌装置(3)、手持可升降热电偶(7)下端可插入石墨坩埚(16)内；所有装置的升降操作和温控通过电控柜中的电控系统控制；所述密封系统用于保证整个炉体保持良好的真空状态；

所述加料装置(5)包括圆筒、料仓盖(52)、法兰管(53)、法兰管底座(54)、进料导管(55)、加热带(56)、基座(57)、热电偶(58)、转轴(59)、旋桨叶片(590)、旋转加料托盘(591)、转动把柄(592)以及观察视窗(593)；其中，圆筒与料仓盖(52)通过螺栓固定组成加料仓主体，法兰管(53)与加料仓焊接成整体，法兰管底座(54)与进料导管(55)焊接成整体，法兰管底座(54)与炉盖(11)通过螺栓紧固使加料装置(5)固定在炉盖(11)上方；加料装置(5)中心为旋转加料托盘(591)，转动把柄(592)位于圆筒的外部并连接在联杆(594)的一端，联杆(594)穿过圆筒筒壁且其另一端与位于圆筒内部的旋转加料托盘(591)联结，从而可以通过旋转转动把柄(592)来控制旋转加料托盘(591)倾斜角度，所述旋转加料托盘(591)内底部一侧焊有钩槽(595)；转轴(59)穿过基座(57)、料仓盖(52)并与旋桨叶片(590)通过螺纹紧固，转动转轴(59)可以转动旋桨叶片(590)；圆筒周围布置有加热带(56)用来供热；

所述SiC颗粒增强铝基复合材料制备方法为：

步骤一，将100份质量的ZL111合金放入上述真空熔炼炉中的石墨坩埚(16)中，将预先制备25-40份质量的SiC粉和0.2-0.8份质量的Al-Sr中间合金变质剂加入加料仓内，将炉体内和加料仓体密封并抽成真空；

步骤二，待合金完全熔化后，搅拌熔体，使熔体表面形成稳定漩涡：将炉体升温至700～750℃，同时将加热带升温至400-450℃，待合金完全熔化后，降下可升降搅拌系统，以350-400r/min对熔体进行搅拌，使熔体上表面形成稳定漩涡；

步骤三，SiC添加到熔体：保持熔体温度为700-750℃，将加料仓内的25-40份质量的SiC粉沿着加料导管设定要准确下落的位置并控制逐渐落下，随漩涡进入熔体，加料过程中逐渐提高搅拌速度到500-550r/min直至加料终止；

步骤四，降低温度，稳定搅拌：在SiC颗粒添加完后，降低炉温到630-650℃，300-400r/min稳定搅拌20-25分钟；

步骤五，升温，反向低速搅拌：升高炉温使熔体升到700-750℃，通过加料仓加入变质剂，稳定搅拌5-10分钟，再改变搅拌方向，以100-200r/min反向低速搅拌5-10分钟；

步骤六，卸去真空，浇铸成型：卸去真空，使炉内气压稳定到大气压后，将石墨坩埚下降，熔体浇入金属模具中成型；

步骤七，固溶处理：490±5℃保温3.5-5小时；再500±5℃保温3-5小时；再510±5℃保温7-9小时；60～100℃水冷；

步骤八，时效处理：175±5℃保温5-7小时，空冷。