[发明专利]一种准晶增强铝基复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种准晶增强铝基复合材料的制备方法，是针对铝合金强度低、硬度低，耐腐蚀性差的情况；在铝合金中掺杂铝铜铁铬准晶，经真空中频感应熔炼、浇铸成型，制成铝基复合材料，准晶增强铝合金为矩形块状，抗拉强度达268.7 Mpa，延伸率达6.97%，硬度达145HV；此制备方法工艺先进，数据精准翔实，是先进的准晶增强铝基复合材料的制备方法。

技术领域

本发明涉及一种准晶增强铝基复合材料的制备方法，属有色金属材料制备及应用的技术领域。

背景技术

铝及铝合金是最常用的有色金属结构材料，铝及铝合金具有耐腐蚀、易加工和强度适中等特性；常用于机械零部件、汽车发动机油缸、电器器件、日用品，在汽车、电子工业、机械加工中得到应用。

但铝及铝合金强度低、硬度低、耐腐蚀性差以及机械性能差，使在机械制造中的应用受到了很大的局限。

为了提高铝及铝合金的强度、硬度及机械性能，常在铝及铝合金中掺杂并添加有色金属及合金，也有的掺杂碳化硼等非金属材料，但均不能达到理想效果。

准晶具有硬度高、弹性模量高，力学性能稳定，具有耐蚀、耐热及耐磨等特性；如果将准晶掺杂到铝及铝合金中，就可以大幅度提高铝及铝合金的力学性能，这一技术还在科学研究中。

技术方案

本发明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

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；