[发明专利]一种航空用仪表级碳化硅增强铝基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种航空用仪表级碳化硅增强铝基复合材料，其特征在于：由以下体积百分比的原料制成：纳米碳化硅颗粒1%～8%、微米碳化硅颗粒35%，余量为铝合金粉。

2.根据权利要求1所述的航空用仪表级碳化硅增强铝基复合材料，其特征在于：所述纳米碳化硅颗粒的尺寸为：40nm≤D50≤100nm；所述微米碳化硅颗粒的尺寸为：1μm≤D50≤3μm；所述铝合金粉的尺寸为8～12μm。

3.根据权利要求1或2所述的航空用仪表级碳化硅增强铝基复合材料，其特征在于：所述纳米碳化硅颗粒是由以下方法制备的：将微米碳化硅颗粒在-20～20℃条件下进行球磨，所述球磨的磨球为氧化锆，磨球直径为5～15mm，球料比为20:1～80:1，球磨15～35h，即得。

4.根据权利要求1或2所述的航空用仪表级碳化硅增强铝基复合材料，其特征在于：所述铝合金中除铝元素外，还包含以下重量百分比的组分：Cu3.8%～4.9%、Mg1.2%～1.8%、Si0.1%～0.5%、Mn0.2%～0.6%。

5.一种如权利要求1所述的航空用仪表级碳化硅增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：

1）配料：在氩气保护下，取纳米碳化硅颗粒、微米碳化硅颗粒和铝合金粉进行混合，投入密封罐，将密封罐抽真空后再充入氩气，反复操作2～5次，得混合料；

2）球磨：将步骤1）所得混合料在-20～20℃条件下进行球磨，得球磨料；

3）预成型：将步骤2）所得球磨料装入模具，在真空条件下加热进行真空除气后，在120～150MPa压力下预压成型，得预成型件；

4）热压成型：将步骤3）所得预成型件加热到560～600℃，在60～90MPa条件下保温保压2～4h后，先缓慢降温至500℃，再快速降温至150℃以下，得成型件；

5）热锻：将步骤4）所得成型件在氩气保护下进行预热后，在480～510℃条件下进行热锻，得热锻件；

6）热处理：将步骤5）所得热锻件进行固溶处理，水淬后进行时效处理，即得。

6.根据权利要求5所述的航空用仪表级碳化硅增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2）中，所述球磨的磨球为玛瑙球，磨球直径5～15mm，球料比为10:1～20:1，转速为220～380r/min；所述球磨的时间为15～25h，每隔2h停机一次，冷却0.5h后继续球磨。

7.根据权利要求5所述的航空用仪表级碳化硅增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤3）中，所述真空条件的真空度≤1×10^-2Pa；所述真空除气的温度为400～450℃，时间为90～120min。

8.根据权利要求5所述的航空用仪表级碳化硅增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤4）中，所述缓慢降温是指将温度降至500℃的时间为1h；所述快速降温是指将温度从500℃降至150℃以下的时间低于0.5h。

9.根据权利要求5所述的航空用仪表级碳化硅增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤5）中，所述预热的温度为510～530℃，预热时间为3～4h；所述热锻的压力为200～250t，保压时间为20～30min。

10.根据权利要求5所述的航空用仪表级碳化硅增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤6）中，所述固溶处理的温度为490～515℃，时间为2～3h；所述时效处理的温度为170～200℃，时间为8～16h。