[发明专利]一种原位铝基复合材料制备方法

摘要

本发明公开了一种原位铝基复合材料制备方法，具体分为以下步骤：称取一定质量的基体材料；将基体材料熔化并保温；确定添加物的种类，添加物为Ti粉、K₂TiF₆粉、Ti-C块体、Ti-B块体的任一种；将添加物放入铝熔体或者铝合金熔体的液面中央；开启超声换能器,进行反应得到复合材料浆料；将复合材料浆料浇铸至挤压铸造模具进行加压凝固，然后用顶杆将制得的坯料顶出，最终得到Al₃Ti质量分数为4～16％的Al₃Ti/Al复合材料。本发明既发挥了超声对原位反应的控制作用，又实现了原位制备和挤压铸造的优势互补，制得的铝基复合材料增强相分布均匀，组织致密，材料力学性能得到了极大提高。

主权项

一种原位铝基复合材料制备方法，其特征在于：所述制备方法具体分为以下步骤：a、称取一定质量的纯铝块或铝合金块料,置于坩埚中；b、采用感应加热装置将纯铝块或铝合金块料熔化，并使铝熔体或铝合金熔体温度保持在750～850℃；c、确定添加物的种类，所述添加物为Ti粉、K₂TiF₆粉、Ti‑C块体、Ti‑B块体的任一种；所述添加物为Ti粉时，按纯铝块或者铝合金块料质量分数的1.48～5.92％称取Ti粉，用铝箔将称取好的Ti粉包裹好，保证包裹后取放铝箔无Ti粉洒出；所述添加物为K₂TiF₆粉时，按纯铝块或者铝合金块料质量分数的7.4～29.6％称取K₂TiF₆粉，用铝箔将称取好的K₂TiF₆粉包裹好，保证包裹后取放铝箔无K₂TiF₆粉洒出；所述添加物为Ti‑C块体时，先以Ti粉和C粉为反应物，按相同物质的量将Ti粉和C粉置于球磨机，球磨8h后,压制成Ti‑C块体，然后按纯铝块或者铝合金块料质量分数的4.4～17.5％称取Ti‑C块体；所述添加物为Ti‑B块体时，先以Ti粉和B粉为反应物，按相同物质的量将Ti粉和B粉置于球磨机，球磨8h后,压制成Ti‑B块体，然后按纯铝块或者铝合金块料质量分数的4.4～17.5％称取Ti‑B块体；d、将步骤c中的添加物放入坩埚中的铝熔体或者铝合金熔体的液面中央，用超声探头2将铝箔或块体压入液面以下6～10cm；e、开启超声换能器,在超声功率2kW,频率20kHz的条件下，振动约15～30分钟，振动至添加物与铝熔体或者铝合金熔体3完全反应，得到复合材料浆料；f、将超声探头移除，关闭感应加热装置，然后将步骤e制得的复合材料浆料浇铸至挤压铸造模具的型腔12中进行加压凝固，比压为150～200Mpa,保压20～30s，浆料在压力下结晶凝固为坯料，然后用顶杆将制得的坯料顶出，最终得到Al₃Ti质量分数为4～16％的Al₃Ti/Al复合材料。