[发明专利]一种准晶增强铝基复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种准晶增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：

使用的化学物质材料为：铝合金、铝铜铁铬准晶、氧化锌、水玻璃、无水乙醇、去离子水、氩气，其组合准备用量如下：以克、毫升、厘米³为计量单位

铝合金：ZL101 18000g±0.01g

铝铜铁铬准晶：Al₆₄Cu₂₄Fe₁₀Cr₂ 750g±0.01g

氧化锌：ZnO 80g±0.01g

水玻璃：Na₂SiO₃·9H₂O 25g±0.01g

无水乙醇：C₂H₅OH 1000mL ±50mL

去离子水：H₂O 300mL ±10mL

氩气：Ar 800000cm³±100 cm³

制备方法如下：

（1）制造浇铸模具

浇铸模具为开合式，用工具钢制造，模具型腔呈矩形，型腔表面粗糙度为：Ra0.08-0.16μm；

（2）配制涂覆剂

称取氧化锌80g±0.01g、水玻璃25g±0.01g；量取去离子水300mL±10mL，加入混浆机中搅拌，搅拌后成粘稠状，即为涂覆剂；

（3）预处理铝铜铁铬准晶

①将铝铜铁铬准晶置于钢质平板上，用机械切块，块体尺寸为≤2mm×1mm×2mm；

②将切块后的铝铜铁铬准晶置于热处理炉中进行预热，预热温度300℃，预热时间40min；

（4）预处理铝合金

①将铝合金置于钢质平板上，切割成块，块体尺寸为≤8mm×6mm×8mm；

②将铝合金块体置于热处理炉中，进行预热，预热温度200℃，预热时间30min；

（5）预处理浇铸模具

将制备的涂覆剂涂覆在模具型腔表面，涂层厚度为1mm，涂覆后晾干；

（6）准晶增强铝基复合材料的熔炼

①将铝合金块体18000g±0.01g置于真空中频感应熔炼炉的熔炼坩埚内，密闭；

②开启真空泵，抽取炉内空气，使炉内压强达2Pa；

③开启氩气低吹泵，向炉内输入氩气，氩气输入速度200cm³/min；

④开启真空中频感应熔炼炉的中频感应加热器，加热温度750℃±1℃，熔炼时间120min；

⑤通过加料管向熔炼坩埚内加入铝铜铁铬准晶；继续熔炼10min；继续搅拌；熔炼后成熔液；

（7）浇铸

①停止加热，停止氩气底吹，使熔液在坩埚内静置10min；

②打开真空中频感应熔炼炉，提起熔炼坩埚，对准开合式模具进行浇铸，浇满为止；

③浇铸后，把浇铸模具及其内的铸件埋入细沙中，冷却至25℃；

（8）开模、修整

①打开开合式模具，取出铸件，并清理；

②用400目的砂纸打磨铸件表面；

③用无水乙醇清洗铸件周边及表面，使其清洁，成准晶增强铝基复合材料；

（9）检测、分析、表征

对制备的准晶增强铝基复合材料块体的形貌、金相组织结构、力学性能进行检测、分析、表征；

用金相显微分析仪进行金相组织分析；

用微机控制的电子万能试验机及引伸计进行抗拉强度及延伸率分析；

用显微维氏硬度计进行硬度分析；

结论：准晶增强铝基复合材料呈矩形块状，抗拉强度达268.7 MPa，延伸率达6.97 %，硬度达145HV。

2.根据权利要求1所述的一种准晶增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：

准晶增强铝基复合材料的熔炼是在真空中频感应熔炼炉内进行的，是在中频感应加热、氩气保护、机械搅拌状态下完成的；

真空中频感应熔炼炉为立式，真空中频感应熔炼炉（1）的底部为炉座（2），内部为炉腔（3）；在炉腔（3）的内底部设有工作台（6），在工作台（6）上置放熔炼坩埚（7），熔炼坩埚（7）外部由中频感应加热器（8）环绕，熔炼坩埚（7）内为合金熔液（9）；在真空中频感应熔炼炉（1）的右上部设有出气管（4），并由出气阀（5）调控；在真空中频感应熔炼炉（1）的左部设有氩气瓶（15），氩气瓶（15）上部设有氩气管（16）、氩气阀（17），氩气管（16）连接底吹电机（11），底吹电机（11）连接底吹管（12），底吹管（12）穿过炉座（2）、工作台（6）通入熔炼坩埚（7）内，并对合金熔液（5）进行氩气底吹；在炉座（2）的右下部设有真空泵（13），并通过真空管（14）连通炉腔（3）；在真空中频感应熔炼炉（1）的顶部设有加料仓（27）、加料阀（28）；

在真空中频感应熔炼炉（1）的右部设有电控箱（18），在电控箱（18）上设有显示屏（19）、指示灯（20）、电源开关（21）、中频加热调控器（22）、底吹电机调控器（23）、真空泵调控器（24）；电控箱（18）通过第一导线（25）连接中频感应加热器（8）、通过第二导线（26）连接底吹电机（11）、真空泵（13）；炉腔（3）内由氩气（10）充填。