[发明专利]一种可磨耗自润滑铝基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种可磨耗自润滑铝基复合材料，其特征在于：

所述铝基复合材料为纯铝或铝基合金中均匀分布纳米级或亚纳米级六方氮化硼，其中纳米级或亚纳米级六方氮化硼质量占比15%~30%；所述铝基复合材料密度为2.5~2.8g/cm³；其制备方法为：首先制备添加纳米级六方氮化硼的铝基复合材料铸锭，通过气雾化工艺制备纳米级六方氮化硼增强铝基复合材料粉末，并使用优化后的激光选区熔化工艺成形纳米级或亚纳米级六方氮化硼增强铝基复合材料；步骤如下：

步骤一：铸锭制备：采用中频感应炉熔炼制备铝基复合材料铸锭，首先将纯铝或铝基合金熔化，加入纳米级六方氮化硼，采用搅拌器充分搅拌，最终凝固后制备出纳米级或亚纳米级h-BN陶瓷均匀分布的铝基复合材料铸锭；

步骤二：粉末制备：采用气雾化制粉工艺将步骤一中的铸锭制备成铝基复合材料粉末，粉末要求外观浅灰色；

步骤三：激光选区熔化成形：采用激光选区熔化成形方法制备六方氮化硼增强铝基复合材料制件，工艺参数为：激光功率140W~180W，扫描速率500mm/s~900mm/s，层厚30μm~40μm，扫描间距0.12mm~0.14mm，制件经荧光和X射线检测无裂纹和未熔合缺陷；

步骤四：热处理：采用热处理炉对制件进行热处理，制度为270℃~290℃，保温2h~3h，空冷，以消除内应力。

2.一种制备权利要求1所述的可磨耗自润滑铝基复合材料的方法，其特征在于：

所述制备方法首先制备添加纳米级六方氮化硼的铝基复合材料铸锭，通过气雾化工艺制备纳米级六方氮化硼增强铝基复合材料粉末，并使用优化后的激光选区熔化工艺成形纳米级或亚纳米级六方氮化硼增强铝基复合材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述制备方法步骤如下：

步骤一：铸锭制备：采用中频感应炉熔炼制备铝基复合材料铸锭，首先将纯铝或铝基合金熔化，加入纳米级六方氮化硼，采用搅拌器充分搅拌，最终凝固后制备出纳米级或亚纳米级h-BN陶瓷均匀分布的铝基复合材料铸锭；

步骤二：粉末制备：采用气雾化制粉工艺将步骤一中的铸锭制备成铝基复合材料粉末，粉末要求外观浅灰色；

步骤三：激光选区熔化成形：采用激光选区熔化成形方法制备六方氮化硼增强铝基复合材料制件，工艺参数为：激光功率140W~180W，扫描速率500mm/s~900mm/s，层厚30μm~40μm，扫描间距0.12mm~0.14mm，制件经荧光和X射线检测无裂纹和未熔合缺陷；

步骤四：热处理：采用热处理炉对制件进行热处理，制度为270℃~290℃，保温2h~3h，空冷，以消除内应力。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤一中，铝基复合材料铸锭的密度为2.52~2.65g/cm³。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤二中，铝基复合材料粉末的粒度为15~53μm，粒径分布D10：15~20μm，D50：32~37μm，D90：50~58μm，球形度不低于85%，空心粉比例不超过0.5%，松装密度达到1.0~1.12g/cm³，振实密度达到1.375~1.54g/cm³。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤三中，采用激光选区熔化成形方法制备的铝基复合材料制件中，六方氮化硼相均匀分布在铝基合金基体中，六方氮化硼相的尺寸在0.1nm~10nm。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：六方氮化硼相的尺寸在0.1nm~1nm。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述纯铝中铝含量≥99%，Fe+Si含量≤1%。