[发明专利]硼酸镁晶须与碳化硅粒子增强铝基复合材料及制备方法

权利要求书

1.一种硼酸镁晶须与碳化硅粒子增强铝基复合材料，其特征在于：硼酸镁晶须和碳化硅粒子两种增强体的体积分数各占3%，余量为铝合金；其中铝合金为：6000系列铝合金，合金牌号为6061，质量百分比wt%为：Mg-0.86%, Si-0.65%, Cu-0.25%, Mn-0.15%, Zn-0.25%, Cr-0.15%, Ti-0.15%,Fe-0.7% Al-余量。

2.一种硼酸镁晶须与碳化硅粒子增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于所述的制备方法包括如下步骤：

(1) 混合型增强体的制备步骤：

(1.1) 基体和增强体的计算与称量

首先将6061铝锭称量好，然后根据铝锭的质量计算并称量硼酸镁晶须和碳化硅粒子，使得两种增强体的体积分数各占3%；

(1.2) 增强体的混粉研磨

将称量好的硼酸镁晶须和碳化硅粒子混合到一起，手工研磨30分钟，使得两种增强体初步混合，并使宏观团聚到一起的晶须和粒子进行初步的分散；

(1.3) 超声分散

将混合后两种增强体粉末转移到一大容量烧杯中，并加入适量的酒精，是酒精将增强体粉末充分淹没，将烧杯放入超声器皿中进行超声分散40分钟；

(1.4) 烘干

将超声后的混合增强体粉末放入一立式烘箱中，温度恒定80℃，水平送风，对粉末进行烘干24小时；

(2) 搅拌铸造法制备铸态复合材料铸锭步骤

(2.1) 熔化铝合金；

将预先称量好的6061铝合金铸锭放入一钢坩埚，用中频感应电炉加热至750℃，待铝合金完全融化后，将中频感应电炉功率调小，并将铝液温度控制在640℃，使铝液保持半固态；

(2.2) 机械搅拌；

将搅拌器插入到铝液中，使其居于坩埚中心，开启搅拌器，使其转速控制在350r/min，此时在铝液表面产生一漩涡，将混合增强体粉末缓慢的加入到漩涡中，使其随漩涡卷入到铝液中，增强体粉末完全加入后，再持续搅拌20分钟；

(2.3) 超声处理；

将一功率超声发生器插入到铝液中，同时将中频感应电炉功率调大，重新将温度升高到750℃，开启超声波，持续超声10分钟；

(2.4) 浇铸

超声完毕后，关闭感应电炉，施复合材料熔体稍作冷却，然后浇铸到一事先预热好的石墨模具中，模具预热温度为300℃，冷却后得到铸态复合材料铸锭；

(3) 热挤压锭坯步骤

热挤压在200t型材卧式轻合金挤压机上进行；挤压前润滑模具，加热锭坯温度到400～450℃范围，挤压模具加热到400℃；将加热好的锭坯推入挤压筒，保温40min后开始挤压，挤压比为10：1，挤压速率为0.6m/min，挤压筒直径为φ90mm，挤压轴在主柱塞的作用下，迫使挤压筒内锭坯流出模孔；通过以上热挤压过程加工成棒材，制备完成。