[发明专利]一种自润滑铝基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种自润滑铝基复合材料，其特征在于：复合材料基体为铝基合金，增强相为石墨、氧化镧和层片状氮化硼粉末，增强相体积占复合材料总体积的10%~20%，石墨+氧化镧和层片状氮化硼比例为体积比1~2.5:10，氧化镧体积占复合材料总体积的0.2%~0.8%，复合材料中增强相的尺寸为0.05μm~30μm；

所述复合材料采用激光直接沉积技术在铝合金板材上进行制备，所述铝基合金基板化学成分与铝基合金粉末的化学成分一致，采用双通道或单通道方式送粉。

2.根据权利要求1所述的自润滑铝基复合材料，其特征在于：增强相体积占复合材料总体积的12%~15%，石墨+氧化镧和氮化硼比例为体积比1.5:10，复合材料中增强相的尺寸为0.5~1μm。

3.根据权利要求1所述的自润滑铝基复合材料，其特征在于：增强相体积占复合材料总体积的12%~15%，石墨+氧化镧和氮化硼比例为体积比2.0:10，复合材料中增强相的尺寸为1μm~10μm。

4.根据权利要求1所述的自润滑铝基复合材料，其特征在于：增强相体积占复合材料总体积的15%~18%，石墨+氧化镧和氮化硼比例为体积比1.5:8，复合材料中增强相的尺寸为0.5~1μm。

5.根据权利要求1所述的自润滑铝基复合材料，其特征在于：增强相体积占复合材料总体积的15%~18%，石墨+氧化镧和氮化硼比例为体积比2.0:8，复合材料中增强相的尺寸为1μm~10μm。

6.根据权利要求1所述的自润滑铝基复合材料，其特征在于：采用的铝基合金粉末，其化学成分按照质量百分比为：Si：9.00~10.00%、Mg：0.1~0.5%、O：0.02~0.12%、Fe：0~0.35%、铝：余量。

7.一种制备权利要求1所述自润滑铝基复合材料的方法，其特征在于：所述制备方法采用激光直接沉积技术在铝合金板材上进行制备，所述铝基合金基板化学成分与铝基合金粉末的化学成分一致，采用双通道或单通道方式送粉；

激光增材制造的工艺参数为：激光功率1600W~2800W，扫描速度300mm/min~600mm/min，光斑直径1.0mm~2.5mm，保护气流量10L/min~30L/min。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述双通道方式具体为：

将石墨、氧化镧、氮化硼陶瓷粉末按照设计的成分比例预先混合均匀，将混合增强相粉末和铝基合金粉末分别装入激光增材制造设备中的双通道送粉装置中，通过调节激光增材设备双通道送粉装置中每一通道的送粉量及载粉器流量，使增材制造得到的复合材料中的增强相的体积占比满足要求，陶瓷粉末所在送粉通道的送粉量为1400rpm~3000rpm、载粉器流量为4L/min~7L/min，铝基合金粉末所在送粉通道的送粉量为2200rpm~3200rpm、载粉器流量为6L/min~9L/min。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述单通道方式具体为：

按照所设计复合材料中增强相的体积分数及相互间的比例，将石墨、氧化镧、氮化硼陶瓷粉末和铝基合金粉末按比例预先进行混合，然后将混合均匀的粉末进行单通道送粉，送粉量为1400rpm~3200rpm，载粉器流量为5L/min~9L/min。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：采用的氮化硼粉末粒度为0.05μm~10μm，石墨尺寸为5μm~30μm，氧化镧尺寸为2~7μm，铝基合金粉末粒度为45μm~106μm。