[发明专利]一种硅铝合金的制备方法

权利要求书

1.一种硅铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、首先，用铸造方法制备出硅的质量百分数25%-90%、硅相尺寸0.2-20mm的硅铝材料，或者用粉末冶金方法制备出硅的质量百分数25%-90%、硅粒子尺寸0.1-1mm的硅铝材料；

步骤二、将步骤一的硅铝材料进行搅拌摩擦处理，具体工艺步骤和参数为：将硅铝块体固定在工作台上，用工具钢或硬质合金制工具作为摩擦头，摩擦头在工件表面施加的10－100KN的轴向力，工作台的横向推力为10－80KN，摩擦头转速为200－1500转/分，摩擦头在样品表面的扫描速度为20～400毫米/分，经一至数次完整扫描后制得致密的、硅相尺寸位于0.5～50μm间的致密硅铝复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种硅铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、首先用粉末冶金方法制备出硅的质量百分数50%、硅粒子尺寸0.1-1mm的硅铝材料；

具体是：将占总重量50%、粒径为45～100μm的硅粉与占总重量50%、粒径45～100μm的铝粉在混粉机中均匀混合，混合过程中可以加入3wt%成型剂或进行造粒，之后经过40MPa冷压，1000°C真空烧结获得硅铝块体材料；

步骤二、将步骤一的硅铝材料进行搅拌摩擦处理，获得硅的质量百分数50%、硅相尺寸0.5～50μm的致密硅铝复合材料：

搅拌摩擦处理具体为：将硅铝块体固定在工作台上，用H13钢制工具作为摩擦头，摩擦头在工件表面施加的轴向力为70KN，工作台的横向推力20KN，摩擦头转速为700转/分，摩擦头在样品表面的扫描速度为150毫米/分，经一次完整扫描后制得致密的、硅相尺寸位于0.5～20μm间的细晶硅铝材料。

3.根据权利要求1所述的一种硅铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、首先用粉末冶金方法制备出硅铝材料：将质量百分数为60%、粒径为74～150μm的硅粉与占总重量40%、粒径为74～150μm的铝粉均匀混合，均匀混合的粉末经20MPa冷压成型，950°C的氩气气氛中烧结2-8小时，然后在500℃热压致密化，获得硅铝块体材料；

步骤二、将步骤一获得的硅铝材料用真空钎焊焊接在铝片表面；将钎焊后的材料进行搅拌摩擦处理：用5CrNiMo热作模具钢制工具作为摩擦头，摩擦头在工件表面施加的轴向力为60KN，工作台的横向推力20KN，摩擦头转速为800转/分，摩擦头在样品表面的扫描速度为200毫米/分；经一次完整扫描后制得复合于铝片表面的、硅相尺寸位于1～20μm间的细晶硅铝材料层。

4.根据权利要求1所述的一种硅铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、首先用粉末冶金方法制备出硅铝材料：将占总重量70%的粒径为45～74μm的硅粉与占总重量30%的粒径为74～150μm的铝粉均匀混合，均匀混合的粉末经30MPa冷压成型，1000°C的氮气气氛中烧结2-8小时，然后在600℃热压致密化；

步骤二、将步骤一获得的硅铝材料用激光焊接在铜片表面，将焊接后的材料进行搅拌摩擦处理：将硅铝/铜块体固定在工作台上，用YG8硬质合金制工具作为摩擦头，摩擦头在工件表面施加的轴向力为60KN，工作台的横向推力25KN，摩擦头转速为600转/分，摩擦头在样品表面的扫描速度为200毫米/分；经一次完整扫描后获得复合于铜片表面的、硅相尺寸位于5～50μm间的硅铝材料。

5.根据权利要求1所述的一种硅铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、首先用铸造方法制备出硅铝材料：将占总重量40%的硅块与占总重量比为60%的铝块在真空冶炼炉中完全熔化，之后浇铸成厚度为8-10毫米的板状材料；

步骤二、将步骤一获得的硅铝经过搅拌摩擦处理：处理方法为：将硅铝板状材料固定在工作台上，用H13钢制工具作为摩擦头，摩擦头在工件表面施加的轴向力为50KN，工作台的横向推力20KN，摩擦头转速为600转/分，摩擦头在样品表面的扫描速度为100毫米/分；经一次完整扫描后制得致密的、硅相尺寸位于0.5～20μm间的细晶硅铝材料。

6.根据权利要求1所述的一种硅铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述的步骤一的得到的硅铝材料焊接在铝片、铜片、硅片、碳化硅片、锗片、砷化镓片、氮化镓片或氮化铝片上再经步骤二的搅拌摩擦处理。