[发明专利]一种纳米SiO2增强铝基复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种纳米SiO₂增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)混粉：将铝基体粉末与纳米SiO₂粉末混合得到原料粉末，所述原料粉末采用手动混合或混合机混合来混合均匀，其中，铝单质粉末或铝合金粉末的平均粒度为30～100μm，纳米SiO₂粉末的平均粒度为5～145nm，纳米SiO₂在原料粉末中的质量百分数为0.01％～5％，余量为铝基体粉末，所述铝基体粉末为铝单质粉末或铝合金粉末或铝基复合材料粉末；

(2)成形:将步骤(1)所得粉末压制成形，得到坯体；

(3)烧结:在保护气氛下对步骤(2)所得坯体进行烧结，烧结温度为550～660℃，保温时间为5～60min，保温完毕后随炉冷却，即继续在保护气氛保护下缓慢冷却，冷却时间为0.5～3h，获得烧结件；

(4)热处理：将步骤(3)所得的烧结件依次进行固溶和人工时效热处理，固溶温度为450～580℃，固溶时间为0.5～6h，人工时效温度为100～200℃，人工时效时间为3～24h。

2.根据权利要求1所述的纳米SiO₂增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中铝基体粉末平均粒度为60～80μm，纳米SiO₂粉末平均粒度为10～50nm，纳米SiO₂粉末在复合粉末中的质量百分数为0.1％～1.5％。

3.根据权利要1所述的纳米SiO₂增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中的混合机采用球磨机，球磨机转速为180～230r/min，球磨时间为4～8h。

4.根据权利要求3所述的纳米SiO₂增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：所述球磨机转速为180～210r/min，球磨时间为5～6h。

5.根据权利要1所述的纳米SiO₂增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：

步骤(1)中纳米SiO₂粉末为疏水性气相法二氧化硅，其主要参数见下表：

6.根据权利要求1所述的纳米SiO₂增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤(1)的混粉过程中，向原料粉末中添加润滑剂，该润滑剂的质量为原料粉末质量的0.5％～2％。

7.根据权利要求6所述的纳米SiO₂增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：润滑剂的添加方式为手动混合或混合机混合，其中，混合机混合选用球磨机、V型混合器、锥形混合器、酒桶式混合器、螺旋混合器中的任意一种混合机进行混合。

8.根据权利要求6或7所述的纳米SiO₂增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：

在步骤(3)的烧结前先对坯体进行脱蜡处理，脱蜡温度为350～450℃，脱蜡时间为20～50min。

9.根据权利要求1所述的纳米SiO₂增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中原料粉末的压制成形方式采用模压成形，成形压力为150～500MPa。

10.根据权利要求1所述的纳米SiO₂增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：对于烧结件为纯铝基体或是热处理不可强化的铝合金基体的不进行步骤(4)。