[发明专利]一种铝基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述复合材料按体积百分比包括：1％～15％碳化硼和85％～99％铝合金，所述碳化硼包括平均粒径D₅₀为15μm的第一碳化硼和平均粒径D₅₀为0.5μm的第二碳化硼，所述第一碳化硼和第二碳化硼的体积比为7～9:1；所述铝合金包括平均粒径D₅₀为10μm的第一铝合金和平均粒径D₅₀为1μm的第二铝合金，所述第一铝合金和第二铝合金的体积比为6～8:1；所述铝合金为6系铝合金或2系铝合金；所述铝基复合材料的制备方法步骤包括：

(1)表面处理：首先将按上述比例计算的第一碳化硼粉体和第二碳化硼粉体进行水洗，静置5min后去除洗涤容器内上层水体，如此反复2～3次；将洗涤干净的粉体进行烘干、加热、保温，冷却至室温；所述加热温度为400℃～500℃，保温时间为1h～2h；

(2)球磨混粉：将经步骤(1)得到的碳化硼粉体与第一铝合金粉体混合，置于球磨机中，保持一定的转速和时间，然后将第二铝合金粉体加入球磨机中，进行混合，保持一定的转速和时间，得到混合均匀的粉末；

(3)烧结：将经步骤(2)得到的粉末置于模具中冷压，然后将模具放入加热炉中加热、保温后，利用压力机进行热压，热压完成后冷却至室温脱模，得到铸锭；

(4)均匀化处理：将经步骤(3)得到的铸锭，加热后，进行保温，保温结束后随炉冷却至室温；

(5)热挤压：将经步骤(4)得到的铸锭、挤压筒和挤压工模具分别保温后，进行热挤压，复合材料挤出后置于保温炉中，进行炉冷；

(6)热处理：将经步骤(5)得到的复合材料进行保温、水淬火后时效；当采用6系铝合金时，热处理工艺为520℃～550℃保温1h-3h，时效温度为160℃～190℃，时效时间为3h～5h；当采用2系铝合金时，热处理工艺为500℃～510℃保温1h-3h，时效温度为190℃～210℃，时效时间为3h～5h。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一碳化硼粉体和第二碳化硼粉体进行水洗的温度为50℃～80℃；洗涤干净的粉体置于烘干箱中进行烘干，烘干温度为40℃～60℃，保温时间为18h～24h；将烘干后的粉体进行加热，温度为400℃～500℃，保温时间为1h～2h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中将经步骤(1)得到的碳化硼粉体与第一铝合金粉体混合，置于球磨机中，球磨机转速设定为250～350转/分钟，时间为2h～3h；然后将第二铝合金粉体加入球磨机中，进行混合，球磨机转速设定为100～150转/分钟，时间为1h～2h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，其特征在于，所述步骤(3)中将经步骤(2)得到的粉末置于模具中冷压至压力为5-20MPa，然后将模具放入加热炉中加热至温度为520-560MPa，保温时间2-3h后利用压力机进行热压，热压压力为55-75MPa；热压完成后冷却至室温脱模，得到铸锭。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中将经步骤(3)得到的铸锭，加热温度为500℃～540℃，保温时间为18h～24h，炉冷冷却速率控制为2℃-5℃/min，冷却至100℃以下后进行空冷。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中将经步骤(4)得到的铸锭保温温度为430℃～450℃，挤压筒保温温度为400℃～420℃和挤压工模具保温温度为460℃～500℃，挤压比控制为8～12，挤压速度控制为0.3～0.6mm/s，挤压后的复合材料冷却速率控制为5～10℃/min，冷却至100℃以下后进行空冷。