[发明专利]一种原位制备纳米颗粒增强铝基复合材料的方法

摘要

本发明公开了一种原位制备纳米颗粒增强铝基复合材料的方法，属金属基复合材料制备技术领域。步骤为：将烘干后的TiO2粉与B2O3粉按质量比为1～1.2:1，TiO2粉和B2O3粉之和与Al粉的质量比为1:1～2，混合后放入真空球磨罐中，同时按照球料与混合粉末的质量比为5～15:1，加入不锈钢磨球，将球磨罐抽真空到0.1～0.3MPa，然后在350～450rpm转速下进行高能球磨5～9h。将高能球磨的混合粉末加入到700～800℃的铝合金熔体中，并进行搅拌，反应一段时间后，静置、除渣，浇铸制得原位纳米Al2O3和TiB2颗粒增强铝基复合材料。本发明工艺简单，反应物收得率高，熔体原位反应温度低，反应时间短，制备的原位颗粒平均尺寸在60nm～100nm之间，复合材料的抗拉强度比基体合金增加了95%以上。

主权项

一种原位制备纳米颗粒增强铝基复合材料的方法,其特征在于，包括以下步骤：（1）将Al粉、TiO2粉和B2O3粉分别在真空干燥箱中烘干1h～2h，烘干温度为180～250℃，除去粉末中的水分；（2）将步骤（1）中干燥后的粉末混合，得到混合粉末，并放入真空球磨罐中，其中TiO2粉与B2O3粉的质量比为1～1.2:1，TiO2粉和B2O3粉之和与Al粉的质量比为1:1～2。（3）按照球料与混合粉末的质量比为5～15:1，加入不锈钢磨球，封闭球磨罐；（4）将步骤（3）封闭的球磨罐抽真空；然后，向球磨罐中充入氩气，使罐内保持0.1～0.3MPa的压力，接着对上述球磨罐再进行抽真空；重复进行若干次，防止空气残留在球磨罐中；（5）在350～450rpm转速下进行高能球磨5～9h；（6）将铝锭在N2保护下熔化，并在700～800℃下保温，得到铝熔体；（7）将步骤（5）中球磨的混合粉末加入到步骤（6）中铝熔体中，得到铝复合熔体；利用带有石墨搅拌叶片的搅拌器在反应的初期、中期和末期分别搅拌2～3min，使反应生成的增强颗粒和未反应的氧化物在熔体中进一步分散；（8）反应15～25min后，静置3～5min，除渣，在铜模中浇铸，制得原位纳米Al2O3和TiB2颗粒增强铝基复合材料。