[发明专利]玻璃纤维增强铝基复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金复合材料领域，具体涉及一种玻璃纤维增强铝基复合材料及其制备方法。

背景技术

铝基复合材料，因其密度小、价格低、耐腐蚀等优点，引起了人们极大的兴趣，已经应用于汽车、家电、农业机械、精密机械等各种行业。铝在制作复合材料上有许多特点，如质量轻、密度小、可塑性好，铝基复合技术容易掌握，易于加工等。此外，铝基复合材料比强度和比刚度高，高温性能好，更耐疲劳和更耐磨，阻尼性能好，热膨胀系数低。同其他复合材料一样，它能组合特定的力学和物理性能，以满足产品的需要。因此，铝基复合材料已成为金属基复合材料中最常用的、最重要的材料之一。但是铝基材料的质地偏软、刚性差，在生产过程中易变形。为了提高复合材料的特性，常常加入增强材料来改善复合材料的性能。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种玻璃纤维增强铝基复合材料及其制备方法，制得的复合材料硬度高，生产过程中不易变形。

本发明的技术方案：

玻璃纤维增强铝基复合材料，含有以下质量百分含量的组分：玻璃纤维14~18%、氧化硼1~10%、氧化钠4~9%、氧化钴5~6%、氧化锌7~9%、硫化钼2~6%、钛粉1~5%、硫磺4~20%、硬脂酸5~15%、其余为铝粉。

优选的，含有以下质量百分含量的组分：玻璃纤维15~17%、氧化硼6~8%、氧化钠6~7%、氧化钴6%、氧化锌8%、硫化钼3~4%、钛粉2~3%、硫磺5~8%、硬脂酸7~9%、其余为铝粉。

更优选的，含有以下质量百分含量的组分：玻璃纤维16%、氧化硼7%、氧化钠6%、氧化钴6%、氧化锌8%、硫化钼3%、钛粉2%、硫磺6%、硬脂酸8%、其余为铝粉。

所述玻璃纤维为高硅氧玻璃纤维。

玻璃纤维增强铝基复合材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）将玻璃纤维、氧化硼、氧化钠、氧化钴、氧化锌、硫化钼、钛粉、硫磺、硬脂酸、铝粉混合均匀，放入球磨机进行研磨混合，待混合均匀，投入混炼机中，然后干混1~2h；

（2）将步骤（1）的混合物放入模具中，在真空度为0.01~0.05MPa的条件下，加热到160~180℃下压制成型，得到压坯；

（3）将步骤（2）的压坯在惰性气体保护的条件下加热到350~380℃，保持40~60分钟，得到初品；

（4）将步骤（3）的初品在真空度为0.001~0.004MPa的条件下加热到1150~1200℃，保温200~250分钟，然后降至室温，得到玻璃纤维增强铝基复合材料。

有益效果：

本发明通过将玻璃纤维与其他各粉末冶金材料的共混、压坯、烧结，制备的复合材料的表观硬度得到了明显的提升。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。

实施例1

玻璃纤维增强铝基复合材料，含有以下质量百分含量的组分：高硅氧玻璃纤维14%、氧化硼1%、氧化钠4%、氧化钴5%、氧化锌7%、硫化钼2%、钛粉1%、硫磺4%、硬脂酸5%、其余为铝粉。

制备方法，包括如下步骤：

（1）将高硅氧玻璃纤维、氧化硼、氧化钠、氧化钴、氧化锌、硫化钼、钛粉、硫磺、硬脂酸、铝粉混合均匀，放入球磨机进行研磨混合，待混合均匀，投入混炼机中，然后干混1h；

（2）将步骤（1）的混合物放入模具中，在真空度为0.01MPa的条件下，加热到180℃下压制成型，得到压坯；

（3）将步骤（2）的压坯在氮气保护的条件下加热到350℃，保持40分钟，得到初品；

（4）将步骤（3）的初品在真空度为0.001MPa的条件下加热到1200℃，保温200分钟，然后降至室温，得到玻璃纤维增强铝基复合材料。

实施例2

玻璃纤维增强铝基复合材料，含有以下质量百分含量的组分：高硅氧玻璃纤维15%、氧化硼6%、氧化钠6%、氧化钴6%、氧化锌8%、硫化钼3%、钛粉2%、硫磺5%、硬脂酸7%、其余为铝粉。

制备方法，包括如下步骤：

（1）将高硅氧玻璃纤维、氧化硼、氧化钠、氧化钴、氧化锌、硫化钼、钛粉、硫磺、硬脂酸、铝粉混合均匀，放入球磨机进行研磨混合，待混合均匀，投入混炼机中，然后干混1.2h；

（2）将步骤（1）的混合物放入模具中，在真空度为0.02MPa的条件下，加热到175℃下压制成型，得到压坯；