[发明专利]铝基复合粉末混合物和其制取方法

说明书

技术领域

该发明属于粉末冶金法，可以在各种国民经济领域(仪器制造、航空航天、火箭、船舶制造、汽车、纺织等)应用，这些领域要求产品将下列性质集于一身：线形膨胀系数低、稳定性高、比重小、加工性能满意和生态清洁。

在此之前的技术水平

众所周知，现在铍是制造飞行仪器控制系统指令仪器的主要结构材料之一，它符合仪器零件的必要要求：比重小、线形膨胀系数低、尺寸稳定性高、真空密封性好等(E.A.尼肯金、C.A.舍斯托夫、B.A.玛特维耶夫，“陀螺系统。陀螺仪器元件”，高等教育出版社，1988年，432页)。

该材料的主要缺点是加工非常困难、价格高、有毒。

添加25％硅、5％镍和15％氮化硅的难熔化合物的铝基合金业已为人所知的复合材料(俄罗斯联邦专利号：2016120，国际专利分类号C22C21/14，91年5月17日32/00)。

该材料的缺点是在长期使用时不能保证所要求的使用特性的可靠性和稳定性。

添加硅、镍和难熔组分(呈粉状的晶体硅)的铝合金组成的粉末复合材料已为人所知，该合金的物理机械性能是最接近铍的。(俄罗斯联邦专利：2149201，国际专利分类号C22C 21/14，2000年5月20日32/00)。

该材料的不足之处在于由于结构不均匀导致工艺可塑性低、稳定性低，运行性不佳，有气孔，比重和线膨胀系数较高，从而降低了产品使用的可靠性。

由添加硅、铍、氧化铝和晶体硅作难熔组份的铝基合金组成的粉末复合材料(俄罗斯联邦专利号：2175682，国际专利分类号C22C 21/02，2001年11月101/04)已为人所知，是最类似(原型)本项发明的。

该材料的缺点在于结构不均匀，工艺可塑性降低，采用有毒元件素铍作合金组分。

制取复合材料的方法包括含有铝、铜、镁的熔融物料的制备，碳化硅粉的添加(B.C.罗曼洛夫，K.M.特怒普金“粉末复合物冲压半成品的生产和其性能研究”。轻合金工艺合集，苏联全苏轻合金研究所，1993，No.12，49-53页)，这种方法已为人所知。

该方法的缺点在于提高了密度、线形膨胀系数较高和材料尺寸的不稳定性。

包括含铝、硅、镍的熔融物料的制备、雾化、添加硅粉的复合材料制取方法(俄罗斯联邦专利号：No.2149201，国际专利分类号：C22C 21/14，2000年5月20日32/00)已为人所知。

该方法的不足之处在于长期使用时由于结构不均匀、有气孔和尺寸稳定性不够而导致材料的使用性能不稳定，使用不可靠。

包括铝、硅、镍、铍、氧化铝的熔融物料的制备、雾化、添加硅粉的复合材料制取方法(俄罗斯联邦专利号：No.2175682，国际专利分类号C22C 21/02，2001年11月10日1/04)已为人所知，是最类似(原型)本项发明的。

该方法的不足之处在于在产品长期使用时不能保证使用性能稳定。

发明内容简述

根据本发明补充含有磷和氮化铝的硅、镍的复合铝粉混合物，解决了上面所提的任务，其组分比例如下：质量％：

-硅：41-43

-镍：4.1-5.2

-磷：0.05-0.1

-氮化铝：0.01-0.05

-铝：余量。

按照本发明制取铝粉构成混合物的方法包括含铝、硅、镍的熔融物料的制备，雾化和硅粉的添加并在制备过程中补充添加磷，在保证形成氮化铝的温度和压力下，用氮气进行熔融物的雾化。

提出的粉末混合物的组成和其制取方法可以：

-首先，由于磷原子在生长的晶体的棱面上的吸附，以及晶体化一晶体群(Si_K)的晶种数量的增加使晶体生长受阻，通过这种方法实现原始晶体硅的晶变机制；

-其次，由于晶变过程和氮化相(AIN)形成的共同作用使分散系熔融物的冷却速度更高，其结果使每个颗粒的基体固体溶液体内的原始晶体硅以及金属间相NiAl₃、FeAl₃、AlN、AIP的生长速度降低，分布更加均匀。

-第三，在粉末颗粒表面上形成氮化相有利于激化下一步由粉末形成半成品时的扩散过程。这可以使得材料的结构成为α-固体铝溶液，该溶液带有精细分散和均匀分布的晶体硅和金属间相NiAl₃、FeAl₃、AlN、AlP的析出物。类似的结构特征表现为急剧缩短晶体硅和金属间相之间的距离，因此，明显扩大了它们与铝基体的接触表面。