[发明专利]一种双相颗粒增强Al基复合材料及其制备方法

摘要

本发明属于金属材料领域，具体涉及一种TiB₂和Mg₂Si两相颗粒增强Al基复合材料及其制备方法。所述复合材料由基体和增强相组成，基体为Al，增强相为TiB₂和Mg₂Si相。本发明增强相TiB₂陶瓷颗粒在铝熔体中原位反应合成，在不降低Al‑Mg₂Si基复合材料室温强度的同时，高温强度比Al‑Mg₂Si基复合材料提高约8‑20％。该制备方法工艺简便、适合工业化生产。

主权项

1.一种双相颗粒增强Al基复合材料，其特征在于，所述Al基复合材料由基体和增强相组成，基体为Al，增强相为TiB₂和Mg₂Si相，其中，TiB₂质量分数为2％‑5％，Mg₂Si质量分数为15％，室温增强相Mg₂Si尺寸为15‑25μm，形状为八面体或缺角八面体，高温增强相TiB₂尺寸为0.5‑5μm，形状为六角板片；所述双相颗粒增强Al基复合材料350℃高温抗拉强度为59‑66MPa ；所述的一种双相颗粒增强Al基复合材料的制备方法包括以下步骤：(1)首先按以下质量百分比准备所需原料：29‑76％的纯铝、9.5％的纯镁、5.5％的纯硅、7％‑53％的Al‑B中间合金和1‑4％的海绵Ti，按照Ti:B质量百分比为2.2:1进行配料；(2)将按比例称好的纯铝放入熔炼炉，并通入高纯Ar保护性气体；(3)熔炼炉升温到750℃‑850℃，待纯铝熔化后，加入纯硅，待硅完全溶解在铝熔体后搅拌5‑15分钟；再将温度升高到800℃‑1200℃，加入Al‑B中间合金和海绵Ti，Al‑B中间合金中的AlB₂粒子大量溶解，与溶解的Ti反应，原位生成TiB₂增强粒子；温度下降到750℃‑850℃，施加超声外场，使TiB₂颗粒在熔体中分布更加均匀；(4)再将温度降至650℃‑750℃，将纯镁压入熔体底部保温10分钟，加入0.5wt.％的C₂C1₆除气除渣，待稳定后浇注成锭；所述Al‑B中间合金中B的质量百分比为3％‑8％。