[发明专利]一种搅拌铸造用SiCp增强铝基复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种搅拌铸造用SiCp增强铝基复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：SiC粉末预处理，得到三级SiC粉末；步骤2：根据基体铝合金的成分设计并考虑元素烧损，进行称重配料，按顺序放入熔炼炉中进行熔炼，获得铝合金溶液；步骤3：将部分铝合金熔液冷却至半固态温度并进行保温，加入三级SiC粉末，获得复合材料的半固态铝液；步骤4：调节熔炼炉加热温度，并加入剩余铝合金溶液，使半固态熔体快速升温至液相，获得复合材料溶液；步骤5：将其倒入铸型中完成浇铸，获得SiC_p增强铝基复合材料坯料或铸件。本发明为了实现低成本制备SiC_p增强铝基复合材料的目标，综合考虑材料的制备和服役性能，从成分设计到生产制备工艺都进行了优化。

技术领域

本发明属于材料制备领域，具体涉及一种搅拌铸造用SiCp增强铝基复合材料的制备方法。

背景技术

SiCp增强铝基复合材料具有高比强度、高比刚度、低热膨胀系数低、良好的耐磨性和导热导电性能等一系列优点，在汽车制造、航空航天和军事等领域有巨大的发展潜力。目前各种复合材料制备技术中，发展成熟且应用相对广泛的主要是粉末冶金技术，但该技术设备成本高，工艺复杂且制备周期长，限制了SiCp增强铝基复合材料的大规模应用。如何以较低的成本实现SiCp增强铝基复合材料的生产制备，是实现其大规模应用的关键。

搅拌铸造法通过机械搅拌实现增强体颗粒在铝合金熔体中的润湿和分散，之后可以直接浇铸获得锭坯和铸件。相比粉末冶金等其它制备方法，该方法设备成本低，工艺简单，有望极大降低SiCp增强铝基复合材料的制造成本。现有的搅拌铸造大多采用成熟的铝合金成分，只是针对复合材料搅拌制备过程中的界面润湿等特殊要求做相应改进，并未综合考量加工制备和服役性能。

因此，本发明提出一种适用于搅拌铸造的SiCp增强铝基复合材料和制备工艺，综合考虑搅拌铸造加工的工艺特点和复合材料的服役性能，合理优化铝合金成分，在保证生产效率和坯料质量的前提下，实现制造成本的降低。

发明内容

本发明目的在于提供一种搅拌铸造用SiCp增强铝基复合材料的制备方法。

针对SiC_p增强铝基复合材料制备成本高而难以获得大规模应用的问题，本发明提出了一种适用于搅拌铸造的SiC_p增强铝基复合材料和制备方法。通过合理优化铝合金成分和调整制备工艺，实现SiC_p增强铝基复合材料的搅拌熔炼和铸造，以简单的工艺获得优质的坯料和铸件，从而实现制造成本的降低，推动SiC_p增强铝基复合材料更为广泛的应用。

一种搅拌铸造用SiCp增强铝基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：SiC粉末预处理，得到三级SiC粉末；

步骤2：根据基体铝合金的成分设计并考虑元素烧损，进行称重配料，按顺序放入熔炼炉中进行熔炼，获得铝合金溶液；

步骤3：半固态搅拌：将部分铝合金熔液冷却至半固态温度并进行保温，采用机械搅拌装置搅拌，加入三级SiC粉末，获得复合材料的半固态铝液；

步骤4：液态搅拌：调节熔炼炉加热温度，使半固态熔体快速升温至液相，继续进行机械搅拌，使SiC颗粒分布更为均匀，获得复合材料溶液。

步骤5：浇铸：向复合材料溶液加入除气剂除气，并将其倒入铸型中完成浇铸，获得SiC_p增强铝基复合材料坯料或铸件。