[发明专利]一种金属基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种金属基复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

(1)使用激光定向成形技术将金属粉末成型为具有孔洞的基材；

(2)向所述孔洞中添加复合材料粒子；

(3)对基材进行搅拌摩擦加工，以将基材与复合材料粒子进行融合，得到所述金属基复合材料。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，其中金属基复合材料的孔隙率为10％-50％。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，其中所述孔洞为形状不规则的孔洞，所述孔洞的外接圆的直径为0.3-1.5mm。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，其中所述孔洞为立方体孔洞，其口径为0.5-1mm。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，其中所述复合材料粒子选自下述各项的至少其中之一：WC、Al₂O₃、SiC、SiO₂、ZrO₂、BN、磷酸三钙的单晶体或非晶体。

6.如权利要求1所述的制备方法，其中所述复合材料粒子的平均颗粒尺寸小于所述孔洞孔径的1/2。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，其中所述金属粉末的粒径为0.05-0.5mm。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌摩擦加工的工艺参数选自下述各项的至少其中之一：

搅拌摩擦加工的前进速度为50-500mm/min；

搅拌摩擦加工的旋转速度为300-1800rpm；

搅拌摩擦加工每一道次的压下量为0.2-0.5mm；

加工道次为1-4次道。

9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌摩擦加工的搅拌头满足下列各项的至少其中之一：

搅拌头材质为马氏体不锈钢、中碳钢、高碳钢或钨基合金；

搅拌头的轴肩为圆锥形、圆柱形或圆台形；

搅拌头的长度为2-8mm。

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，当搅拌头的轴肩为圆台形时，搅拌头的底部直径为3-20mm，顶部直径为1-10mm；当搅拌头的轴肩为圆柱形时，搅拌头的直径为3-8mm。

11.如权利要求1-10中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述基材包括至少两层具有所述孔洞的镂空层和设于该两层镂空层之间的实心层。

12.如权利要求11所述的制备方法，其特征在于，各所述镂空层的孔洞内添加的复合材料粒子为同种或异种。

13.如权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述实心层的厚度为0.5-1mm。

14.如权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述镂空层的厚度为2-3mm。

15.一种金属基复合材料，其采用如权利要求1-14中任意一项所述的制备方法制得。