[发明专利]一种复合强化法制备混杂颗粒增强铝基复合材料的方法

权利要求书

1.一种复合强化法制备混杂颗粒增强铝基复合材料的方法，其特征在于：

（1）所述复合材料的原料配方组成为：含Si量13-17%的Al-Si合金粉末，粒度40～100µm，含量76.5-87.5%；纳米CuO粉末，粒度30～80 nm，含量2.5-3.5%；微米SiC颗粒，粒度40～100µm，含量10-20%；

（2）所述复合材料的制备工艺流程包括：SiC颗粒预处理、原料配粉及混制、原料装模、加热原位反应、热压模锻、固溶及时效热处理；

（3）所述复合材料内部组成为Al-Si合金基体上均匀分布微米SiC颗粒、纳米Al₂O₃颗粒和微米AlCu₃颗粒三种混杂颗粒；

（4）所述复合材料的制备工艺包括粉末冶金法、原位反应法、液态铸造法、热压模锻法，具有粉末冶金的均匀混合强化、铸造的成分均匀无偏析强化、热压模锻的组织致密化强化的强化效果，并且具有外加微米SiC颗粒强化、原位合成纳米Al₂O₃颗粒及微米AlCu₃颗粒强化效果。

2.如权利要求1所述的复合强化法制备混杂颗粒增强铝基复合材料的方法，其特征在于：复合材料的制备工艺过程包括以下步骤：

（1）微米SiC颗粒预处理：将微米SiC颗粒放入10-30vol%丙酮和异丙醇混合溶液中，超声处理30-50 min，在90-120 ℃下烘干20-50 min，放入管式真空炉中在680-720℃下保温1h；

（2）原料配粉及混合：采用二次真空球磨工艺进行混制，第一次真空球磨：将原位反应剂纳米CuO粉末与基体Al-Si合金粉末在真空球磨机中混合，采用陶瓷磨球，球料比为15：1，球磨转速250-350 r/min、时间3-5 h；第二次真空球磨：在第一次真空球磨好的混料中加入预处理过的微米SiC颗粒，在真空球磨机中进行球磨混料，球磨转速200-240 r/min、时间0.5-1.5 h；

（3）混合料装模：将经过二次真空球磨工艺制备出的混合料装入石墨模具；

（4）加热原位反应：将装好混合料的模具放入真空热压烧结机中，加热到600-620 ℃，保温5 min，发生如下原位反应：

2Al+3CuO→Al₂O₃+3Cu，

Al+3Cu→AlCu₃，

生成的增强颗粒为纳米尺寸的Al₂O₃颗粒和微米尺寸的AlCu₃颗粒；

（5）热压模锻：将混合料在模具中加热原位反应后，冷却到500-520 ℃，在3 MPa压力下保持3 min，然后冷却至室温，得到铝基复合材料。