[发明专利]一种纳米多相增强铝基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高强度高承载纳米多相增强铝基复合材料，其特征在于，包括铝合金基体以及分散在铝合金基体内的Al₃Sc纳米增强相、Al₃Zr纳米增强相和Al₄C₃纳米增强相；

所述铝合金基体为铝-硅-钪-锆-锰合金，其中，硅含量为0.5~2.0 wt.%，钪含量0.5~1.5 wt.%，锆含量0.2~1.0wt.%，锰含量为0.4~1.0 wt.%，余量为铝；

所述的高强度高承载纳米多相增强铝基复合材料通过以下方法制备：

（1）取铝合金基体粉末、多壁碳纳米管通过球磨机在惰性气体保护下进行球磨混合均匀，得到复合粉体；

（2）使用Soildworks软件建立目标零件的三维实体几何模型，然后利用Magics软件对该模型进行分层切片并规划激光扫描路径，将三维实体离散成一系列二维数据，保存并导入选区激光熔化成形设备中；

（3）通过选区激光熔化成形设备，根据步骤（2）所导入的数据，将步骤（1）中的复合粉体逐层熔化并凝固，成形为三维实体零件；

（4）通过热处理设备将步骤（3）成形的三维实体零件在特定温度、时间下时效处理，即得；

步骤（4）中，热处理设备采用的时效温度为300~375℃，保温时间为3～6 h。

2.根据权利要求1所述的高强度高承载纳米多相增强铝基复合材料，其特征在于，步骤（1）中，所述铝合金基体粉末粒径分布范围在25~60μm，纯度大于99.0 %，粉末流动性65~74s/50g。

3.根据权利要求1所述的高强度高承载纳米多相增强铝基复合材料，其特征在于，步骤（1）中，所述的多壁碳纳米管外径10-40 nm，长度10-50 μm。

4.根据权利要求1所述的高强度高承载纳米多相增强铝基复合材料，其特征在于，步骤（1）中，所述的多壁碳纳米管添加量占复合材料总质量的0.1~1.0 wt.%。

5.根据权利要求1所述的高强度高承载纳米多相增强铝基复合材料，其特征在于，步骤（1）中，所述的球磨机采用QM系列行星式球磨机，球料比为2:1，球磨转速为150~300 rpm，球磨时间为3~6 h。

6.根据权利要求1所述的高强度高承载纳米多相增强铝基复合材料，其特征在于，步骤（3）中，选区激光熔化成形设备采用的激光功率为250~400W，激光扫描速度为400～1000mm/s。