[发明专利]一种通过高速压制制备高体积分数SiC颗粒增强Al基复合材料的方法

权利要求书

1.一种通过高速压制制备高体积分数SiC颗粒增强Al基复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)碳化硅粉体表面处理：

将碳化硅粉末在去离子水中超声振动30-60分钟，除去碳化硅表面的杂质和油污，然后进行干燥处理，先在150-200℃烘箱中干燥10-12小时，将干燥后的碳化硅放到刚玉坩埚中，再放入高温炉中，在1000-1200℃的温度下保温2-4小时，升温速度2-5℃/min，使其表面形成一层致密的SiO₂层，然后随炉冷却；

(2)混料：

向氧化处理后的碳化硅粉体中加入铝合金粉末，其中碳化硅粉体占混合粉末的体积分数为30-50％，铝合金粉末占混合粉末的体积分数为50-70％，将混合原料置于滚筒式混料机中混12-15小时，转速为180r/min，得到均匀性良好的混合粉末；

(3)高速压制成型：

采用重力势能作为蓄能方式，将步骤(2)制得的混合粉末高速压制实验机压制生坯，重锤重量的为50-100Kg，将重锤的升至0.2-1.0m的高处，通过调节重锤质量和压制高度改变压制能量，通过重锤的自由落体运动压制混合粉体，得到SiC增强Al基复合材料压坯；

(4)N2气氛保护烧结：

将SiC增强Al基复合材料压坯放置管式气氛炉中，设置烧结温度为680-720℃，N2气氛下保护烧结，升温速率3-4℃/min，到达预定烧结温度后保温2-3小时，得到SiC增强Al基复合材料预成品；

(5)冷却：

通过管式气氛炉控制SiC增强Al基复合材料预成品降温冷却至400-450℃，冷却速率2-3℃/min，保温1-3小时，随炉冷却，待其冷却至室温，取出样品，去除附着在样品表面的铝合金和氧化层，得到SiC颗粒增强Al基复合材料成品。

2.根据权利要求1所述的通过高速压制制备高体积分数SiC颗粒增强Al基复合材料的方法，其特征在于，上述步骤(1)中，SiC颗粒的粒径为5-40um。

3.根据权利要求1所述的通过高速压制制备高体积分数SiC颗粒增强Al基复合材料的方法，其特征在于，上述步骤(2)中，所述铝合金粉末为6061铝合金粉末，6061铝合金粉末的粒径为1-20um。

4.根据权利要求1所述的通过高速压制制备高体积分数SiC颗粒增强Al基复合材料的方法，其特征在于，上述步骤(3)中，高速压制为一次压制成型，使用硬脂酸锌润滑模具内壁，压坯压制后无分层或缺角，单次压制后，SiC颗粒增强Al压坯相对密度为85-92％。

5.根据权利要求1所述的通过高速压制制备高体积分数SiC颗粒增强Al基复合材料的方法，其特征在于，上述步骤(4)中，将压坯放在刚玉烧舟中，其上下表面覆盖2-3mm厚6061铝合金粉，烧结之前，管式气氛炉先通入0.5-1小时的N₂以排除残余空气，防止压坯被氧化。

6.根据权利要求1所述的通过高速压制制备高体积分数SiC颗粒增强Al基复合材料的方法，其特征在于，上述步骤(5)中，去除样品表面的铝合金和氧化层厚度为2-3mm。