[发明专利]一种提高硼酸铝晶须增强铝铜基复合材料力学性能的方法

摘要

一种提高硼酸铝晶须增强铝铜基复合材料力学性能的方法，涉及一种提高铝基复合材料力学性能的方法。本发明是为了解决现有的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的力学性能差的技术问题。本发明一、基体合金元素的添加；二、制备铝铜合金铸锭；三、制备硼酸铝晶须预制件；四、挤压铸造；五、热处理。本发明向纯铝中加入合金元素铜，利用形成的二元合金作为复合材料的基体。在复合材料的制备过程中通过基体合金元素含量的变化来改变复合材料的界面结构与状态，改善界面润湿性，提高晶须与基体的界面结合，同时通过对复合材料进行后续热处理调整复合材料的微观组织结构进一步提高复合材料的抗拉强度与断裂延伸率。本发明应用于制备铝基复合材料。

主权项

一种提高硼酸铝晶须增强铝铜基复合材料力学性能的方法，其特征在于提高硼酸铝晶须增强铝铜基复合材料力学性能的方法是按以下步骤进行：一、基体合金元素的添加：将纯铝在温度为700℃～800℃的条件下加热熔化，得到熔融的纯铝，在温度为700℃～800℃的条件下向熔融的纯铝中添加铝铜中间合金，得到二元合金熔液；所述的铝铜中间合金中铜的质量分数为50％；所述的铝铜中间合金在二元合金熔液中的质量分数为5％～20％；二、制备铝铜合金铸锭：在温度为700℃～800℃的条件下向二元合金熔液中加入脱气剂，在温度为750℃的条件下精炼至无气泡产生为止，搅拌10s～20s，在温度为700℃～800℃的条件下保温5min，然后浇注入模具中，自然冷却，脱模，得到铝铜合金铸锭；步骤二所述的脱气剂与二元合金熔液的质量比为1:(200～500)；步骤二中所述的脱气剂为六氯乙烷；三、制备硼酸铝晶须预制件：将硼酸铝晶须与去离子水均匀混合，搅拌超声30min，压滤，阴干48h，然后在温度为40℃的条件下烘干10h，在温度为50℃的条件下烘干10h，在温度为80℃的条件下烘干4h，在温度为100℃的条件下烘干2h，在温度为900℃的条件下煅烧1h，随炉冷却至室温，得到硼酸铝晶须预制件；四、将步骤二得到的铝铜合金铸锭在温度为700℃～800℃的条件下加热熔化至铝铜合金液体；将步骤三制备的硼酸铝晶须预制件放入模具中在温度为500℃～600℃的条件下加热30min～60min，得到加热后的硼酸铝晶须预制件，然后向装有加热后的硼酸铝晶须预制件的模具中注入温度为700℃～800℃的铝铜合金液体，用压力机在压力为100MPa的条件下保压15min，得到硼酸铝晶须增强铝铜基复合材料；所述的加热后的硼酸铝晶须预制件与温度为700℃～800℃的铝铜合金液体的质量比为1:20.83；五、热处理：将步骤四制备的硼酸铝晶须增强铝铜基复合材料在温度为495℃～540℃的条件下保温20min～40min，然后在温度为180℃～200℃的条件下时效处理1h～10h，在空气中冷却至室温，得到热处理后的硼酸铝晶须增强铝铜基复合材料。