[发明专利]7XXX-SiC铝基复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种7XXX‑SiC铝基复合材料及其制备方法，涉及材料领域领域。所述铝基复合材料包括：7XXX铝合金97～98％、碳化硅1～3％，稀土元素0.1－1％；该方法主要由以下流程组成:铝锭合金的粉碎,机械球磨,表面渡铜碳化硅的加入,压制成型,半熔融烧结,挤压成型并冷却，后续热处理工序而成。觖决了碳化硅颗粒/晶须均匀分散铝基合金体内的工艺难题，本发明的碳化硅在铝基体内均匀分散,而且对铝基材料的抗拉强度与硬度有显著提高。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体涉及一种7XXX-SiC铝基复合材料及其制备方法。

背景技术

碳化硅增强铝基(SiC/Al)复合材料具有高比强度和比刚度、耐磨、耐疲、热膨胀系数低、导热性能好、导电性能佳等优异的力学性能和物理性能。可广泛的应用于航空航天、军事、汽车、电子、体育运动等领域。从20世纪80年代开始，世界各国竞相开展碳化硅颗粒增强铝基(SiCp/Al)复合材料研究。

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法对材料的性能影响很大，其成本也取决于材料的制造工艺，因此研究和发展有效的制造工艺一直是铝基复合材料的重要研究内容。目前,碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法主要有：粉末冶金法、喷射沉积法、浸渗法、搅拌铸造法、高能球磨法。

但是现有的碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法普遍存在碳化硅和铝合金的润湿性差，两相界面难以控制，导致复合材料机械性能低，严重制约了复合材料的应用。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种7XXX-SiC铝基复合材料及其制备方法，解决了现有的由于碳化硅和铝合金的润湿性差，两相界面难以控制，碳化硅与铝基材料分散不均等导致复合材料机械性能低的技术问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一方面，提供了一种7XXX-SiC铝基复合材料，所述铝基复合材料中按照质量百分比包括：7XXX铝合金97～99％、碳化硅1～3％，稀土元素0.1－1％，所有组分之和满足百分之百；

所述碳化硅为纳米级或者微米级碳化硅。

另外一方面还提供了，所述7XXX-SiC铝基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1:铝合金粉碎制备得到铝基粉末，碳化硅渡层处理；所述铝合金为7XXX系列铝合金；所述铝基粉末的粒径为0.05um-500mm；

S2:将所铝基粉末和渡层处理处理后的碳化硅添加至滚动球磨机，加入二氧化锆后以酒精为介质，在气氛保护下进行球磨得到球磨粉；

S3:所述球磨粉过滤，干燥后加入成型剂进行搅拌；所述聚丙乙烯加入量为总质量的0.5-5wt％；

S4:所述步骤S3得到的混合物中添加聚丙乙烯搅拌后放置于磨具中,磨压成型得到成型坯；在气氛保护下将所述成型坯放入加热炉中,加热至半熔融状态；半熔融状态的混合物在气氛保护下通过挤压机挤压成型，得到成型材料；

S5:所述成型材料深冷处理后经过热处理得到碳化硅增强铝基复合材料；

所述气氛为惰性气体，具体实施是可以为氩气或者氮气，也可以选择其他的气体，只要不与原料物质发生反应即可。

优选的，所述步骤S1中碳化硅渡层处理，包括以下步骤：

S1-1:将碳化硅置于55～65℃条件下的浓HNO₃中搅拌80～100min；

S1-2:将经过步骤S1-1处理后的碳化硅置于敏化液中，超声振荡0.5～2h后再搅拌0.5～1h；