[发明专利]一种可激光焊接的铝基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种可激光自熔焊接的铝基复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)根据所设计的铝基复合材料的重量，按照铝基复合材料中硅含量为20wt％～60wt％，铝含量为40wt％～80wt％的比例称取硅粉和铝合金粉；

(2)将按照步骤(1)称取的硅粉、铝合金粉和不锈钢球投入锥形混料罐中混料5～40小时，获得均匀的Si-Al粉末混合物；

其中，不锈钢球与Si-Al粉末混合物的重量比为(0.5～3)：1，混料机转速为30～100r/min；

(3)将步骤(2)制得的Si-Al粉末混合物装入橡胶包套中冷等静压制成相对致密度为65％～75％的冷等静压坯锭；

其中，冷等静压的压强为150～200MPa，保压时间为5～30min；

(4)将步骤(3)制备的冷等静压坯锭装入铝包套中进行真空除气处理；

所述的真空除气处理方法如下：在铝包套内部真空值不高于2×10^-2Pa的条件下，加热冷等静压坯锭，使冷等静压坯锭以10～30℃/h的升温速率升温至505～590℃，然后保持505～590℃至少1小时；除气完成后，铝包套封口前，其内部真空值应不高于2×10^-3Pa，并能保持至少30min；

(5)将经步骤(4)真空除气后的冷等静压坯锭进行热等静压致密化加工处理，得到完全致密的热等静压坯锭；

其中，热等静压处理的温度为505～590℃，压强为100～150MPa，保温时间2～5h；

(6)将步骤(5)得到的热等静压坯锭去除铝包套即得到一种可激光焊接的铝基复合材料；

所述铝合金粉的化学成分按重量百分比计为Cu：0～4.5％、Fe：0～0.3％、Si：0～0.1％、Ni：0.2～2.0％、O：0～0.2％、其余为Al；所述铝合金粉的粒径为1μm～80μm，平均粒径为3μm～30μm。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅粉中硅含量不低于99.9wt％，杂质元素Fe、Al和Ca的含量均不高于0.02wt％；硅粉的粒径为1mm～50mm，平均粒径为5mm～20mm。

3.一种可激光自熔焊接的铝基复合材料，其特征在于：所述铝基复合材料是以硅颗粒作为增强体、铝作为连续型基体的颗粒增强铝基复合材料；所述铝基复合材料是通过权利要求1所述的制备方法所制备得到的，其中硅颗粒的含量为20wt％～60wt％，铝基体的含量为40wt％～80wt％。

4.根据权利要求3所述的铝基复合材料，其特征在于：所述硅颗粒中硅含量不低于99.9wt％，杂质元素Fe、Al和Ca的含量均不高于0.02wt％。

5.根据权利要求3所述的铝基复合材料，其特征在于：所述铝基体的化学成分按重量百分比计为Cu：0～4.5％、Fe：0～0.3％、Si：0～0.1％、Ni：0.2～2.0％、O：0～0.2％、其余为Al。