[发明专利]超声波-行波磁场复合作用制备颗粒增强梯度材料的方法

摘要

超声波-行波磁场复合作用制备颗粒增强梯度材料的方法，它涉及制备颗粒增强梯度材料的方法，本发明要解决现有的制备颗粒增强梯度材料的方法中第二相颗粒分布无法控制及第二相颗粒与基体间的润湿性差的问题。本发明通过如下步骤来实现：一、将第二相颗粒加入到熔融的金属液中后施加超声波。二、在超声波和行波磁场复合作用下冷却第二相增强颗粒与金属液形成的颗粒增强梯度材料，得到固体状态的颗粒增强梯度材料。本发明在航空航天、汽车以及矿山机械等领域具有广阔的应用前景。

主权项

超声波‑行波磁场复合作用制备颗粒增强梯度材料的方法，其特征在于它是通过以下步骤实现的：一、将金属材料放置入钛合金制成的铸模中，启动感应或电阻加热元件，将金属材料加热至其熔点以上20℃~100℃，待完全熔化之后得到金属液，按第二相增强颗粒与总原材料的体积比为1:（1.43～10）的比例加入第二相增强颗粒，同时将超声波工具头耦合到钛合金制成的铸模的外底部，开启超声波电源，对第二相增强颗粒与金属液施加超声波，超声波施加时间为20s~300s，其中所述的金属材料是Al、Zn、Cu、Al基合金、Zn基合金及Cu基合金中的任一种；所述的第二相增强颗粒是平均粒度为0.01μm~50μm的B4C颗粒、SiC颗粒、SiO2颗粒、Al2O3颗粒、TiC颗粒、TiB2颗粒、AlN颗粒、TiN颗粒和ZrO2颗粒中的任一种；所述超声波振动的频率为16KHz~60KHz，振幅为10μm~60μm；二、超声波振动处理后，停止对铸模中的第二相增强颗粒与金属液进行加热，用空冷系统以5℃/min~20℃/min的冷却速度开始冷却，冷却过程中同时施加超声波和行波磁场复合作用，直至第二相增强颗粒与金属液形成的颗粒增强梯度材料完全冷却成固体，得到颗粒增强梯度材料，其中行波磁场强度为0.01T~1T；超声波振动的频率为16KHz~60KHz，振幅为10μm~60μm。