[发明专利]一种低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材的挤压方法

说明书

一种低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材的挤压方法。本发明涉及一种低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材的挤压方法。本发明是为了解决现有低体积分数颗粒增强Al基复合材料挤压方法复杂，成本较高，挤压比较低以及产品尺寸受限的问题。挤压方法为：(1)处理低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料坯料，保证表面光洁；(2)安装挤压杆，腔模安装至模座；(3)将模具和低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料预热。(4)将预热的低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料放入挤压杆和腔模之间；(5)控制挤压比和出口速度，进行挤压。该方法适合各种尺寸坯料，尤其适合大尺寸低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料生产挤压棒材。

技术领域

本发明涉及一种低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材的挤压方法。

背景技术

颗粒增强铝基复合材料具有高比强度和比刚度、低密度、低膨胀系数、优异的高温性能和尺寸稳定性等优点，目前已经被广泛的用于航空航天、汽车、电子、体育器材以及核工业等方面，且需求量逐年增加。

目前，铝合金或者其他金属的挤压方法已经非常成熟，然而复合材料中，由于增强体颗粒的加入，挤压方法无法照搬应用，如低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材等，挤压方法依旧不成熟，不仅产品的质量受到影响，尺寸也有所限制，严重影响其广泛应用。

专利号为CN105642691A，采用新型的挤压装置和挤压方法进行铝基陶瓷粉末增强复合材料挤压。但其挤压过程中，模具温度约为550℃，复合材料预热温度为500℃，预热温度较高，造成能源浪费。

专利号为CN102534289A，涉及颗粒增强铝基复合材料的挤压工艺。但其需要加入包套，工艺繁琐；保温时间较长，最长时间为10h，成本较高；挤压比较低，最高为20。

专利号为JP62235439A，发明了一种新的SiC晶须增强Al基复合材料的挤压方法，能够提高SiC晶须增强Al基复合材料中晶须和基体的界面结合并改善力学性能。其发明只能处理晶须增强的Al基复合材料，无其他类型增强体的铝基复合材料。

发明内容

本发明是为了解决现有低体积分数颗粒增强Al基复合材料挤压方法复杂，成本较高，挤压比较低以及产品尺寸受限的问题，而提供了一种低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材的挤压方法。

一种低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材的挤压方法具体是按以下步骤进行的：

一、对低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料的表面进行清理，得到洁净的复合材料坯料；所述复合材料坯料的尺寸为φ50～φ350mm，长度大于600mm；

二、通过低体积分数陶瓷颗粒增强铝复合材料棒材挤压模具中底面的定位销和定位孔将挤压模具固定在挤压机的模座上，将低体积分数陶瓷颗粒增强铝复合材料棒材挤压模具中的挤压杆和挤压筒安装在挤压机上，对挤压通道、挤压杆与材料接触面和挤压筒内壁均采用润滑剂进行润滑；

三、对洁净的复合材料坯料和低体积分数陶瓷颗粒增强铝复合材料棒材挤压模具进行预热，然后将预热后的复合材料坯料置于挤压杆和腔模之间，控制出口速度和挤压比，进行挤压，即完成低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料棒材的挤压成型。

本发明的有益效果：

本发明挤压过程中不需要包覆即可保证高质量材料表面，无去包套过程，工艺过程简单，易于操作。

坯料尺寸最大直径为350mm，保证产品尺寸的同时可尽量提高挤压比，挤压比最高可达70～100，保证材料的质量，因此可以生产大尺寸产品，加快材料的更新换代，具有显著的社会效益。

挤压过程中，模具及坯料预热温度较低，最高为450℃，节省能源；且只要稍调整挤压比和预热温度等，即可实现多种低体积分数陶瓷颗粒增强铝基复合材料的挤压，具有显著的经济效益。

附图说明