[发明专利]一种SiC-Al3

说明书

一种SiC‑Al₃Ti增强铝基复合材料的制备方法涉及铝基复合材料技术领域；解决现有技术中SiC颗粒易团聚，合金元素Mg和变质元素Sr易烧损，导致铝基复合材料性能差的问题；具体是制备具有SiC‑Al₃Ti复合粉末预制块的850～900℃高温熔体和合金中加入了纯镁、铝铜、铝锶中间合金制备的580～620℃低温熔体，然后将低温熔体加入到高温熔体中获得铝基复合材料；高低温混合处理有利于高温下形成的Al₃Ti金属间化合物可以使SiC和铝基体保持良好的界面结合，并且基体晶粒得到细化；本方法制备工艺操作简单，可以有效的提高铝基复合材料的综合性能。

技术领域

本发明属于铝基复合材料技术领域，具体涉及一种SiC-Al₃Ti增强铝基复合材料制备方法。

背景技术

颗粒增强金属基复合材料，特别是SiC颗粒增强铝基复合材料综合性能好，在航空航天、国防、汽车和海洋装备等领域得到了一定的应用，但铝基复合材料存在SiC颗粒与铝基体润湿性差，导致性能降低，影响了其广泛使用。为了改善SiC颗粒与熔体中的界面结合强度，降低合金元素和变质元素的烧损，优化制备方法进行复合材料制备是一个重要的研究方向。

通过对现有技术文献调研表明，中国专利CN109022948A提出了具有高温耐磨性的SiC颗粒增强铝基复合材料及其制备方法，包括：首先使用真空熔炼搅拌铸造设备在700～800℃下熔炼基体合金，然后加入微米级SiC颗粒，最后在550～570℃下半固态搅拌，浇铸成型，进行热处理。该方法制备复合材料的优点是通过合金相图，对基体合金成分进行设计，选用适量的元素含量，使基体合金热处理后出现耐高温硬质相，保证其在高温下的基体硬度，同时添加了SiC增强相，进一步提升复合材料的耐高温性能。缺点是是半固态的温度很难控制，不利于SiC颗粒在铝液中的均匀分布，致使SiC颗粒团聚现象严重，而且SiC颗粒与铝基体润湿性差，界面结合强度低，没有考虑Mg和Sr的烧损，影响复合材料的增强效果，从而对复合材料的性能产生不利影响。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，提供了一种SiC-Al₃Ti增强铝基复合材料的制备方法，目的是改善SiC颗粒和铝熔体之间的润湿性，有利于SiC和Al₃Ti复合增强相均匀分布，解决现有技术中SiC颗粒易团聚，合金元素Mg和变质元素Sr易烧损，导致铝基复合材料性能差的问题。

本发明是通过如下技术方案实现的。

一种SiC-Al₃Ti增强铝基复合材料的制备方法，制备高温熔体和低温熔体，然后将低温熔体加入到高温熔体中获得铝基复合材料，具体包括以下步骤。

a）高温熔体的制备：

将纯铝溶化至780～820℃，将预热的预制块加入到纯铝熔体中，得到熔体A；在760℃～800℃下对熔体A进行均匀化处理10～30min；然后在730～760℃之间精炼10～30min，之后将熔体A温度升至850～900℃保温待用，得到高温熔体。所述的预制块是SiC-Al₃Ti复合粉末预制块。

b）低温熔体的制备：

将合金熔化至700～730℃，加入铝铜中间合金、铝锶中间合金和纯镁，保温静置得到熔体B；然后将熔体B升温至740～750℃精炼10～30min，随后降温至580～620℃保温待用，得到低温熔体。

c）高低温熔体混合处理：

将所述的低温熔体倒入所述高温熔体中，混合后熔体温度维持在680～720℃，采用高能超声对混后合熔体处理30s～60s，然后迅速浇铸至模具中，获得SiC-Al₃Ti协同增强铝基复合材料。