[发明专利]用于制备复合材料的旋转装置及铝基复合材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种用于制备复合材料的旋转装置及铝基复合材料的制备方法，该旋转装置包括上模结构、下模结构和传动机构，所述上模结构包括上模本体、输送组件、第一流道组和至少两个浇口，所述第一流道组至少包括多个第一内流道，并且多个第一内流道的流出角度不同；所述下模结构包括下模本体和第二流道组，下模本体与上模本体上下配合且转动连接，所述第二流道组至少包括多个第二内流道，所述多个第二内流道分别与多个第一内流道对应且交叉连通；所述传动机构外接上模本体，用于控制上模本体和下模本体的相对转动。该旋转装置结构简单，实现了增强颗粒与熔体的多流道混合，使得增强颗粒均匀分散在熔体中，可制备高体积分数增强颗粒的复合材料。

技术领域

本发明涉及复合材料制备技术领域，具体涉及一种用于制备复合材料的旋转装置及铝基复合材料的制备方法。

背景技术

颗粒增强铝基复合材料具有比强度、比刚度高、高耐磨性、高的减振性等优点。碳化硅因其具有良好的物理化学，机械及热性能，是理想的增强相，为广大学者所关注。增强颗粒可以改善基体的屈服强度及极限抗压强度，但使基体的延展性变差。增强颗粒能在保持较低含量下明显提高基体的弹性模量、屈服强度、抗磨性及高温蠕变性，因而逐渐受到重视。大量研究发现颗粒增强铝基复合材料的磨损率较纯合金的要低。但是通过传统的工艺制备颗粒增强铝基复合材料存在颗粒易团聚、含量不高、工艺复杂、成型受限等问题使得颗粒增强铝基复合材料的性能提高的潜力受到很大的影响。

颗粒增强复合材料制备方法主要采用粉末冶金法、喷射沉积法、搅拌铸造法、挤压铸造法等，但是很多方法都无法实现批量生产，其中搅拌铸造法较易实现大规模的生产，因此该法具有广阔的市场前景。但是使用传统的搅拌方法制备复合材料时，增强体颗粒比重比较轻，容易悬浮在金属熔体上表面，无法和基体较好的润湿和分布，且只能制备增强相体积分数低的复合材料。

为解决以上问题，提出了多种解决方案，其中有些方案是通过采用纯铝粉和颗粒的混粉后机械球磨，借助球磨产生的高速撞击，让颗粒能够均匀地镶嵌在纯铝粉末中，再加入到铝熔体中进行搅拌铸造；有些方案是通过将超声震动装置加入到铝熔体中。但是，以上方法存在设备及操作复杂，生产成本高，很难实现工业应用，且难以制备高体积分数增强相的复合材料。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于制备复合材料的旋转装置及铝基复合材料的制备方法，该旋转装置结构简单，生产成本低，通过设置相对转动的上模本体和下模本体，并且上模本体和下模本体上分别设置多个流出角度不同的第一内流道以及与多个第一内流道交叉连通的第二内流道，实现了增强颗粒与熔体的多流道混合，使得增强颗粒均匀分散在熔体中，可以制备高体积分数的颗粒增强铝基复合材料，以解决利用现有技术的装置制备得到的复合材料中增强颗粒很难均匀分散在熔体中的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种用于制备复合材料的旋转装置。

该用于制备复合材料的旋转装置包括：

上模结构，所述上模结构包括上模本体、输送组件、第一流道组和至少两个浇口，所述浇口开设在所述上模本体的顶部侧面上，所述第一流道组设置在所述上模本体的底部侧面上，所述输送组件沿所述上模本体的高度方向设置，并且通过所述输送组件连通所述第一流道组件与所述浇口；所述第一流道组至少包括多个第一内流道，并且所述多个第一内流道的流出角度不同；

下模结构，所述下模结构包括下模本体和第二流道组，所述下模本体与所述上模本体上下配合且转动连接，所述第二流道组设置在所述下模本体的顶部侧面上，所述第二流道组至少包括多个第二内流道，所述多个第二内流道分别与所述多个第一内流道对应且交叉连通；

传动机构，所述传动机构外接所述上模本体，用于控制所述上模本体和所述下模本体的相对转动。

进一步的，所述输送组件包括：

多个竖流道，所述多个竖流道分别沿所述上模本体的高度方向设置，所述多个竖流道的下端分别连通所述多个第一内流道；