[发明专利]一种纳米级陶瓷颗粒增强铝基复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种纳米级陶瓷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：

增强相制备的步骤：将Al粉与纳米Al₂O₃颗粒粉末进行混制，然后将其粉碎过筛；

转喷微注的步骤：向处于半固态状态的铝熔体中通入氩气，同时以转喷微注方式向氩气气流中连续微量喷入上述粉碎后的混合增强相粉末；

上述中，转喷微注方式具体为：可变速螺旋送料装置10内的混合粉料通过氩气瓶3内的气流辅助进行喷吹，并通过从动气料导管13连续微量的注入坩埚19内的铝熔体内；

搅拌的步骤：搅拌与微量喷入相结合，二者同时进行，通过旋转叶片将携带增强相粉末的气泡打碎，使增强相粉末充分与铝熔体接触而融为一体，防止气泡直接将增强相粉末带出金属熔体；

上述中，搅拌具体为：电机9通过主传动杆22将扭矩传递给从动气料导管13，进而传递给旋转叶片20，旋转叶片20迅速转动，将气泡打碎，使粉料直接与铝熔体接触；

浇铸成型的步骤：转喷微注完成后将铝熔体迅速升温至浇铸温度，进行浇铸。

2.根据权利要求1所述的一种纳米级陶瓷颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：所述增强相制备的步骤中，Al粉与纳米Al₂O₃颗粒粉末采用球磨的方式混合。

3.根据权利要求2所述的一种纳米级陶瓷颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：所述增强相制备的步骤中，Al粉与纳米Al₂O₃颗粒粉末按照质量比为3∶1进行混合。

4.根据权利要求3所述的一种纳米级陶瓷颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：所述增强相制备的步骤中，Al粉粒度为25-35μm，纳米Al₂O₃颗粒粉末粒度为25-35nm，球磨混合时间为4-6h，粉碎过55-65μm的筛子。

5.根据权利要求4所述的一种纳米级陶瓷颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：所述增强相制备的步骤中，Al粉粒度为30μm，纳米Al₂O₃颗粒粉末粒度为30nm，球磨混合时间为5h，粉碎过60μm的筛子，避免团聚大颗粒。

6.根据权利要求1所述的一种纳米级陶瓷颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：所述转喷微注的步骤中，加入Al₂O₃的质量为复合材料总质量的1％-2％，所述混合增强相粉末在氩气气流的带动下连续微量喷入铝熔体中。

7.根据权利要求6所述的一种纳米级陶瓷颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：所述转喷微注的步骤中，加入Al₂O₃的质量为复合材料总质量的1.5％。

8.根据权利要求1所述的一种纳米级陶瓷颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：所述搅拌的步骤中，搅拌与微量喷入共同作用的时间为15-25min，搅拌喷入时铝熔体的温度为640℃，搅拌转速为400～600r/min。

9.根据权利要求8所述的一种纳米级陶瓷颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：所述搅拌的步骤中，搅拌与微量喷入共同作用的时间为20min，搅拌转速为500r/min。

10.根据权利要求1所述的一种纳米级陶瓷颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：所述浇铸成型的步骤中，铝熔体迅速升温至720℃。