[发明专利]尖晶石晶须增强铝基复合材料的致密强化方法

摘要

本发明公开了一种尖晶石晶须增强铝基复合材料的致密强化方法。该方法以铝粉、镁粉、氧化硼粉末为原料，进行球磨预处理，得到了原位生长的尖晶石晶须增强的铝基复合材料，复合材料的初坯经预热以及热挤压二次处理后得到了表面光滑，棒状的尖晶石晶须增强铝基复合材料。本发明工艺简单，成本低廉，致密度可以达到理论密度的95%以上，抗拉强度和抗压强度均可以达到纯铝材料的4倍以上。从而证明了原位获取增强体的思路有效可行，可以进一步推广到多种增强体以及其他基体复合材料制备方法的探索道路上，为新型复合材料的制备和应用开阔了新思路。

主权项

一种尖晶石晶须增强铝基复合材料的致密强化方法，其特征在于包括以下过程：1) 原位生成高致密度的复合材料：按质量比例 20:5:2~4 称取铝粉、镁粉、氧化硼粉末，混合后将其放入球磨罐中，同时加入总粉体质量的2~3%的硬脂酸作为过程控制剂，然后在行星球磨机上以650~700转/分钟的转速、10~15:1球料比进行球磨10~12小时后得到预制粉末，将混合粉末在600~650 MPa压力下压制成直径20mm的圆柱体，然后将该圆柱体材料置于氩气保护的石英管式炉通入流量为10~200ml/min的保护气、并以升温速度为1~10℃/min升温至750~800℃，保温1~1.5小时进行晶须的生长，然后在氩气的保护下使炉温降至室温，得到内部原位生长出尖晶石晶须的铝基复合材料；2) 材料初坯的预处理：将生长出尖晶石晶须的复合材料初坯置于砂轮上打磨除去表面氧化皮，并在一端加工出30~50°的倒角，然后将圆柱体材料表面涂覆耐600℃高温的有机润滑脂后，置于H13热作模具钢中加热到530~550℃预热并保温40~50min；3) 热挤压成型：将步骤2)预处理后的初坯置于液压机下，在温度500~540℃、压力700~800MPa进行热挤压，挤压比选择11~16:1，挤压速度控制在3~5m/min，挤压出的棒材空冷至室温，即可以得到表面光滑，棒状的尖晶石晶须增强铝基复合材料。