[发明专利]一种颗粒增强铝基复合材料的超声钟罩制备方法

摘要

本发明公开一种颗粒增强铝基复合材料的超声钟罩制备方法，属于金属基复合材料领域。采用铝合金和陶瓷颗粒为原料，铝合金熔化保温后，将陶瓷颗粒放入超声钟罩内并预热，将装有陶瓷颗粒的超声钟罩浸入铝合金熔体中，开启超声波装置，使超声钟罩内的陶瓷颗粒在超声波的作用下分散进入铝合金熔体中，超声作用完毕后，进行熔体处理、浇铸、冷却等后续处理，即得颗粒增强的铝基复合材料。本发明克服了公知熔体复合技术存在的铝合金熔体与陶瓷颗粒之间的润湿、陶瓷颗粒需预处理、铝合金表面氧化层对颗粒的吸附、原位反应温度高反应量大反应残留物污染等问题，提供了一种工艺简单、低成本的颗粒增强铝基复合材料制备方法。

主权项

一种颗粒增强铝基复合材料的超声钟罩制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）铝合金熔化保温：采用铝合金为原料，将铝合金加热到750～850℃，保温20～60min，获得铝合金熔体；（2）超声钟罩准备：将粒度为0.5～20μm、质量为铝合金熔体质量的5～30%的陶瓷颗粒用铝箔包裹后装入超声钟罩中，一起加热到600℃预热10～30min备用；（3）超声钟罩复合：将步骤（2）获得的超声钟罩浸入到步骤（1）获得的铝合金熔体中，开启超声波装置进行超声钟罩复合，得到陶瓷颗粒和铝合金熔体的复合熔体；（4）复合熔体处理、浇铸、冷却、热处理：将步骤（3）得到的复合熔体冷却到比铝合金熔点高30～60℃的温度，进行熔体处理，后进行浇铸，铸件空冷到室温，对可热处理强化的铝合金进行热处理，对不可热处理强化的铝合金则不需进行热处理，即得颗粒增强铝基复合材料；所述铝合金为Al与Si、Cu、Mg、Zn、Mn、Ni、Ag、Li中的一种或几种元素构成的合金；所述陶瓷颗粒为SiC、Al2O3、TiB2、TiC、Si3N4、BC或AlN颗粒中的任意一种；所述超声钟罩包括变幅杆、多孔刚玉钟罩；其中，超声波功率为1000～2000W，频率为20KHz，超声波作用时间为2～6min。