[发明专利]高性能铝合金的制备方法

说明书

本发明提供一种高性能铝合金的制备方法，涉及材料领域领域。包括以下步骤，碳化硅粉末预氧化处理，将铝基粉末、稀土元素与预氧化处理后的碳化硅粉末加至球磨机，加入二氧化锆球、聚乙二醇后以酒精为介质，在气氛保护下进行球磨得到球磨粉，过滤，真空干燥；在流动并搅拌状态下的铝液中通过旋转喷射装置喷射加入球磨粉，流出端快冷成型得到成型坯；在气氛保护下将成型坯加热至半熔融状态，压成型，得到成型材料；成型材料经双级时效执处理得到碳化硅增强铝基复合材料。本发明通过对碳化硅表面进行预氧化处理，在碳化硅与铝合金两相界面形成柔性过渡层，从界面与化合键合角度，有效提高了铝合金延伸性能。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体涉及一种高性能铝合金的制备方法。

背景技术

碳化硅颗粒增强铝基复合材料是由碳化硅和颗粒状的铝复合成，是目前普遍公认的最有竞争力的金属基复合材料品种之一。尽管其力学性能尤其是强度难与连续纤维复合材料相匹敌,但它却有着极为显著的低成本优势,而且相比之下制备难度小、制备方法也最为灵活多样,并可以采用传统的冶金工艺设备进行二次加工,因此易于实现批量生产。

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，碳化硅与铝合金两相界面无法形成柔性过渡层，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，本发明提供了一种高性能铝合金的制备方法，解决了现有的碳化硅与铝合金两相界面无法形成柔性过渡层，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：

一种高性能铝合金的制备方法，包括以下步骤：

S1:碳化硅粉末预氧化处理；

所述步骤S1碳化硅粉末预氧化处理采用等离子辐射预氧化处理，具体的处理条件为：

选用Ar/N₂/O₂混合气体为等离子气体，通气先后顺序为：在通入Ar/N₂半小时后再通入氧气，氧气占混合气体的体积比为3％～5％；

射频电源的输出功率为135W～800W；

S2:铝基粉末、稀土元素与所述步骤S1中预氧化处理后的碳化硅粉末加至球磨机，加入二氧化锆球、聚乙二醇后以酒精为介质，在气氛保护下进行球磨得到球磨粉，过滤，真空干燥；

S3：在流动并搅拌状态下的铝液中通过旋转喷射装置喷射加入所述步骤S2得到的混合物，流出端快冷成型得到成型坯；

S4:在气氛保护下将步骤S3中的所述成型坯加热至半熔融状态，在气氛保护下压成型，得到成型材料；

S5:所述成型材料经双级时效执处理得到碳化硅增强铝基复合材料。

优选的，所述步骤S2中铝基粉末、碳化硅粉末、稀土元素添加的比例为：铝基粉末为80～98wt％、碳化硅为0.5～20wt％、稀土元素为0.1～5wt％，且各组分之和满足百分之一百。

优选的，所述稀土元素为Ce、Y、Tm中的一种或多种。

优选的，所述铝基粉末的粒径为0.05um-500mm。