[发明专利]一种SiCp /Al碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种SiCp /Al碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、碳化硅氧化

对碳化硅颗粒进行高温氧化处理，加热温度900～1300℃，加热时间2～8h，使碳化硅颗粒的表面生成SiO₂，得到氧化碳化硅颗粒；

步骤二、球磨混合

将镁粉和铝合金粉混合作为基体粉末，镁粉在基体粉末中的质量比不超过8%，将基体粉末和步骤一得到的氧化碳化硅颗粒加入球磨罐内，在室温条件下进行球磨，球磨速度180～260 r/min，球磨时间10～24h，得到混合料，混合料内氧化碳化硅颗粒的体积分数为（15～30）Vol.%；

步骤三、装模预压

将步骤二得到的混合料装入模具，将模具放入真空热压烧结设备内抽真空，然后进行加热除气，加热温度400～500℃，除气时间30～90min，然后在压力120～150MPa下进行预压，得到致密度不低于75%的预压成型件；

步骤四、热压烧结

将步骤三得到的预压成型件在30min内加热至560～620℃，在40～80MPa压力下保温2～4h，然后降至常压并降温至500℃，再随炉降温至150℃以下，得到热压成型件；

步骤五、热挤压

将步骤四得到的热压成型件放入热挤压模具内，通过压力机进行热挤压，空冷至室温后得到热挤压型材；

步骤六、热处理

对步骤五得到的热挤压型材在490～515℃的条件下进行固溶处理1～3h，然后进行20～30 °C的水淬处理，最后于170～200℃的条件下进行时效处理2～12h，即得到SiCp/MgAl₂O₄/Al复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种SiCp /Al碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤一中，碳化硅颗粒的粒径为：5～15μm，步骤二中，铝合金粉为2000系铝合金粉，粒径为8～12μm。

3.根据权利要求1所述的一种SiCp /Al碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤二中，向球磨罐内加入硬脂酸作为过程控制剂，并向球磨罐内加入玛瑙球作为磨球，磨球直径为5～15mm，球料比为2:1～8:1。

4.根据权利要求1所述的一种SiCp /Al碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤二中，在进行球磨时每隔2h将球磨罐停机一次，冷却0.5h后开启球磨罐继续进行球磨。

5.根据权利要求1所述的一种SiCp /Al碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤三中采用耐热钢模具，抽真空至真空度≤1×10^-2Pa，在180min内加热至400～500℃。

6.根据权利要求1所述的一种SiCp /Al碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤四中，每加压30min停止加压5min，直到压力达到40～80MPa。

7.根据权利要求1所述的一种SiCp /Al碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤五中，先将热压成型件的表面均匀涂抹高温润滑剂，然后放入热挤压模具内进行加热并保温，最后通过单柱压力机热挤压成棒材。

8.根据权利要求7所述的一种SiCp /Al碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤五中进行加热并保温时，加热温度为500～550℃，保温时间为60 min；热挤压时单柱压力机的压力为 600～900 MPa，挤压比为8:1～25:1。