[发明专利]一种用原位自生法制备高质量分数颗粒增强铝基复合材料的方法

权利要求书

1.一种用原位自生法制备高质量分数颗粒增强铝基复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、将纯铝锭在炉内进行熔化，制得铝液，保持铝液温度在830~850℃；

b、将氟钛酸钾K₂TiF₆、氟硼酸钾KBF₄和冰晶石Na₃AlF₆混合均匀，制得反应盐；

c、将步骤b中混合均匀的反应盐加入到步骤a的所述铝液中，并伴有搅拌，使得铝液进行充分反应；

d、步骤c中铝液反应结束后，将铝液静置2~3h；

e、根据公式事先计算反应后原始增强相颗粒含量和要得到的增强相颗粒含量所对应的铝液重量，将静置后的铝液从炉底抽出或流出设计的重量；

f、根据产品合金元素含量，向铝液中加入中间合金配制成所需要的铝合金。

2.根据权利要求1所述的用原位自生法制备高质量分数颗粒增强铝基复合材料的方法，其特征在于，步骤b中氟钛酸钾K₂TiF₆、氟硼酸钾KBF₄和冰晶石Na₃AlF₆混合均匀并进行烘干，烘干温度为200~230℃，烘干时间为1~2h。

3.根据权利要求1所述的用原位自生法制备高质量分数颗粒增强铝基复合材料的方法，其特征在于，步骤b中纯铝与氟钛酸钾K₂TiF₆、氟硼酸钾KBF₄的质量比为1：0.0343~0.343：0.036~0.36；

冰晶石Na₃AlF₆的加入量与氟钛酸钾K₂TiF₆和氟硼酸钾KBF₄的总质量比为1:10~1:20。

4.根据权利要求1所述的用原位自生法制备高质量分数颗粒增强铝基复合材料的方法，其特征在于，步骤c中纯铝液与反应盐的反应温度为840~860℃，搅拌速度为100~300r/min，反应搅拌时间为1~2h。

5.根据权利要求1所述的用原位自生法制备高质量分数颗粒增强铝基复合材料的方法，其特征在于，步骤e中增强相为TiB₂粒子。

6.根据权利要求5所述的用原位自生法制备高质量分数颗粒增强铝基复合材料的方法，其特征在于，步骤e中计算公式为：

式中m'为高质量分数的铝液重量，m为反应后所得到的低质量分数复合材料的铝液重量，w_a%为低质量分数复合材料铝液中增强颗粒的质量分数，w_b%为设计的高质量分数复合材料铝液中增强颗粒的质量分数。

7.根据权利要求1所述的用原位自生法制备高质量分数颗粒增强铝基复合材料的方法，其特征在于，步骤f中通过加入中间合金配制成铝合金复合材料，其中加入的合金化元素包括Si、Mg、Ti、Sr、Cu、Mn，中间合金中各合金元素的重量与反应后原始TiB₂颗粒含量和需要得到的TiB₂颗粒含量所对应的铝液重量相匹配。

8.根据权利要求1~7任一项所述的用原位自生法制备的高质量分数颗粒增强铝基复合材料，其特征在于，通过原位自生法制备的颗粒增强铝基复合材料的增强体TiB₂粒子质量分数在20%以上，且均匀分布在铝合金基体中。