[发明专利]一种高强高韧铝基复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种高强高韧铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将Ti粉、碳纳米管粉、炭黑与Al粉均匀混合并球磨、放入模具中冷压成预制坯；将所述预制坯发生燃烧合成反应，得到微纳混杂Al-C-Ti颗粒的中间合金烧结坯；

(2)将铝合金坯料放入喷射成形设备的感应炉中加热至750℃～780℃进行熔化得到铝合金熔体；同时用铝箔密封步骤(1)中制得的所述中间合金烧结坯，将其加热至500℃保温2h后取出并迅速压入所述铝合金熔体中，搅拌使所述微纳混杂Al-C-Ti颗粒的中间合金烧结坯完全熔入所述铝合金熔体，得到混合合金熔液；

(3)将步骤(2)中得到的所述混合合金熔液在所述喷射成形设备的雾化室进行雾化处理后形成混合合金雾化颗粒，从所述喷射成形设备的喷嘴喷出，使所述混合合金雾化颗粒在所述喷射成形设备的沉积器上沉积，获得微纳混杂Al-C-Ti颗粒增强的铝基复合材料坯料，其中微纳混杂Al-C-Ti颗粒占所述铝基复合材料坯料的质量百分含量为0.5％～2％；

(4)将所述微纳混杂Al-C-Ti颗粒增强的铝基复合材料坯料依次经过挤压变形、固溶时效处理，最终得到管状或棒状的高强高韧铝基复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种高强高韧铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述Ti粉、碳纳米管粉、炭黑与Al粉的质量比为1:0.9:0.9:7。

3.根据权利要求1所述的一种高强高韧铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述球磨处理的过程是采用直径为5mm的钢球，按球料比为10:1在氩气保护下密封，以转速为400r/min球磨20h。

4.根据权利要求1所述的一种高强高韧铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述燃烧合成反应是在氩气保护，燃烧温度为1100℃～1300℃，压力50MPa下进行真空烧结，保温时间为4min。

5.根据权利要求1所述的一种高强高韧铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述铝合金坯料的成分及质量百分含量为：Cu 5.8％～6.8％、Mn 0.20％～0.40％、Zr 0.10％～0.25％、V 0.10％～0.25％、Si≤0.20％、Fe≤0.30％、Zn≤0.1％、Ti≤0.05％、Mg≤0.02％、其余Al。

6.根据权利要求1所述的一种高强高韧铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述雾化处理的温度为750℃～800℃；所述喷嘴喷出的喷射压力为0.6MPa～0.1MPa，喷射的角度为15°～40°，喷射的距离为400mm～750mm；所述沉积器的旋转速度为40r/min～90r/min，沉积的速度为4Kg/min～10Kg/min。

7.根据权利要求1～6任一项所述的一种高强高韧铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述挤压变形的温度为420℃～450℃，挤压比为6；所述固溶时效处理中固溶的温度为520℃～540℃、保温3h，时效的温度为150℃～200℃、保温12h。