[发明专利]铝型材用原位自生铝基复合材料的生产工艺

说明书

本发明公开了一种铝型材用原位自生铝基复合材料的生产工艺，将纯铝锭在炉内进行熔化，制得铝液；将氟钛酸钾K₂TiF₆、氟硼酸钾KBF₄和冰晶石Na₃AlF₆混合均匀，制得混合反应盐；将混合均匀的反应盐加入到铝液中，并伴有搅拌，使得铝液进行充分反应；铝液反应结束后，将铝液中的反应残盐进行分离清除；根据铸棒合金元素含量，向分离后的铝液中加入中间合金配制成所需要的铝合金。通过上述方式，本发明铝型材用原位自生铝基复合材料的生产工艺在反应过程中加入一种反应盐冰晶石，能够使反应平稳进行，生成的TiB₂粒子尺寸均匀，铝液中残盐清除完全，获得TiB₂粒子尺寸均匀且高品质无残盐夹渣的铝液。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，特别是涉及一种铝型材用原位自生铝基复合材料的生产工艺。

背景技术

颗粒增强铝基复合材料以其高强度、高刚度、高硬度、良好的尺寸稳定性及优良的耐磨性等优点受到广泛关注，展现出广阔的应用前景。增强粒子与铝基体界面润湿性差、粒子分散不均匀、复合材料塑性差等原因阻碍了颗粒增强铝基复合材料发展和应用，制备高性能颗粒增强铝基复合材料是材料研究的难点之一。

采用原位自生的方法可以有效克服粒子与基体的润湿差及粒子分散不均匀的问题，被誉为具有突破性的新技术而倍受重视。原位自生颗粒增强铝基复合材料基体与增强体以其良好的界面结合和材料自身优良的机械性能成为研究热点。

然而由于反应盐氟钛酸钾、氟硼酸钾与铝反应剧烈且在整个过程中不断放热，而温度对反应过程及最终产物均有明显的影响，因此要求在反应过程中要严格控制炉内温度。

目前的制备方法均采用盐氟钛酸钾、氟硼酸钾与铝直接反应，难以控制反应的平稳进行；另外反应后的残盐浮于铝液上部，传统的方法都是用铁勺将残盐捞出，这种方式不仅难以将残盐除净，还容易在此过程中增加有害元素铁的含量。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种铝型材用原位自生铝基复合材料的生产工艺，在反应过程中加入一种反应盐冰晶石，能够使反应平稳进行，生成的TiB₂粒子尺寸均匀，铝液中残盐清除完全，获得TiB₂粒子尺寸均匀且高品质无残盐夹渣的铝液。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种铝型材用原位自生铝基复合材料的生产工艺，包括如下步骤：

a、将纯铝锭在炉内进行熔化，制得铝液，保持铝液温度在830~850℃；

b、将氟钛酸钾K₂TiF₆、氟硼酸钾KBF₄和冰晶石Na₃AlF₆混合均匀，制得反应盐；

c、将步骤b中混合均匀的反应盐加入到步骤a的所述铝液中，并伴有搅拌，使得铝液进行充分反应；

d、步骤c中铝液反应结束后，将铝液中的反应残盐进行分离清除；

e、根据铸棒合金元素含量，向分离后的铝液中加入中间合金配制成所需要的铝合金。

在本发明一个较佳实施例中，步骤b中反应盐的烘干温度为200~230℃，烘干时间为1~2h。

在本发明一个较佳实施例中，步骤c中纯铝液与反应盐的反应温度为840~860℃，搅拌速度为100~300r/min，反应搅拌时间为1~2h。

在本发明一个较佳实施例中，纯铝与氟钛酸钾K₂TiF₆、氟硼酸钾KBF₄的质量比1：0.0343~0.343：0.036~0.36。