[发明专利]一种自补缩SiCp/AlSi复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种自补缩SiCp/AlSi复合材料，其特征在于：

由基体相Al-Si合金和增强相SiC组成，按体积百分比计，基体相Al-Si合金为30~75%，增强相SiC为25~70%；所述基体相Al-Si合金是以Al和Si为主要组元的多元合金，其化学式为Al_aSi_bX_c；X为Mg、Cu、Ni、Mn、Fe、Co、Cr、Zn、Ti、P、S或RE中的一种或多种，其含量分别为c₁、c₂、c₃、c₄、c₅、c₆、c₇、c₈、c₉、c₁₀、c₁₁和c₁₂；式中各元素的含量以质量百分比计，b为20～35，c为1～15，余量为Al，且c=c₁+c₂+c₃+c₄+c₅+c₆+c₇+c₈+c₉+c₁₀+c₁₁+c₁₂，且a+b+c=100。

2.根据权利要求1所述的一种自补缩SiCp/AlSi复合材料，其特征在于：

增强相SiC的体积含量40%、基体相Al-Si合金的体积含量60%、且基体相Al-Si合金的化学式是Al₇₅Si₂₃X₂，增强相SiC的体积含量40%、基体相Al-Si合金的体积含量60%、且基体相Al-Si合金的化学式是Al₆₇Si₂₅X₈，增强相SiC的体积含量40%、基体相Al-Si合金的体积含量为60%、且基体相Al-Si合金的化学式为Al₆₂Si₃₀X₈。

3.如权利要求1所述的一种自补缩SiCp/AlSi复合材料的制备方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤一，制备基体相Al-Si合金粉末：

首先，按基体的化学式Al_aSi_bX_c称取相应的纯Al、纯Si、纯Mg、纯Co、纯Cr、纯Zn、纯Ti、Al-Cu合金、Al-Ni合金、Al-Mn合金、Al-Fe合金、Cu-P合金、纯S或Al-RE合金作为原料，然后将这些原料进行熔化，完全熔化后，待熔体温度升至800~1150℃时，加入精炼剂六氯乙烷进行精炼，精炼10~30min，随后将熔体通过氩气雾化，冷却获得基体相Al-Si合金粉末；

步骤二，增强相SiC粉末的表面氧化处理：

将增强相SiC粉末放入高温管式炉内进行表面氧化处理，处理温度为1000~1300℃，处理时间120~600min，处理后随炉冷却，获得表面氧化处理过的增强相SiC粉末；

步骤三，Al-Si合金基体粉末与表面氧化处理过的增强相SiC粉末的混合：

首先，按SiCp/AlSi复合材料的体积配比分别称取基体相Al-Si合金粉末和表面氧化处理过的增强相SiC粉末；然后，将这两种粉末置于球磨罐中，并通过球磨法进行混合，该混合后的粉末即为SiCp/AlSi复合粉末；

步骤四，SiCp/AlSi复合材料的激光熔融增材制造成形：

首先，将制得的SiCp/AlSi复合粉末按打印需要装入激光熔融增材设备的粉仓中；接着，开启循环除气净化系统，使系统中氧含量低于200ppm，同时利用编辑好的待打印样件的三维几何模形建立打印任务；然后，利用激光在基板上逐层熔化复合粉末并打印成形三维几何模形的实体，最终得到相应的自补缩SiCp/AlSi复合材料；

激光熔融增材制造成形SiCp/AlSi复合材料的主要工艺参数为：

基板的材质与基体相Al-Si合金相同或相近，基板预热温度约150~200℃，激光功率100~1000W，扫描速度0.1~2m/s，熔覆高度15~1000μm，搭接率20~70%。