[发明专利]一种超细碳颗粒增强金属基复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及超细碳颗粒增强金属基复合材料的制备方法，属于复合材料制备技术领域。其制备方法为：先通过将短碳纤维进行脱胶处理，再将脱胶处理的短碳纤维与金属粉末通过适当的球磨工艺和去碳‑还原工艺得到表面碳被去除的超细碳颗粒嵌入的金属粉末，再以此为原料，通过传统的混料‑压制‑烧结工艺获得超细碳颗粒增强金属基复合材料。本发明的超细碳颗粒结构近似于碳纤维，粒度细小(1～3μm)且粒度分布窄，均匀镶嵌于金属粉末内部，本发明所设计和制备的超细碳颗粒增强金属基复合材料兼具金属的高强高韧、耐腐蚀等性能，以及碳纤维的导热导电性、耐磨性、抗氧化等性能，制备工艺简单，成本低。

主权项

1.一种超细碳颗粒增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于；包括下述步骤：步骤一按设定比例，配取脱胶后短碳纤维与基体金属粉末，然后进行高能球磨，得到混合粉末；所述高能球磨的转速为220～350r/min，球磨时间大于等于6h；步骤二在含氧气氛下，对步骤一所得混合粉末进行预氧化处理；得到待还原粉末；所述预氧化处理的温度为250～400℃，处理时间为10～60min、优选为20‑40min；步骤三在还原性气氛下，对步骤二所得待还原粉末进行还原退火处理；所述还原退火处理的温度为为基体金属熔点的0.3～0.65倍，退火时间大于等于30min、优选为30～60min，退火气氛为H₂、CO中的一种或多种还原性气氛还原，得到仅内部包含碳颗粒的金属粉末；步骤四将退火后的粉末和其他颗粒粉末混合均匀，然后冷压成形，得到冷压坯；或将退火后的粉末冷压成形，得到冷压坯；或将退火后的粉末和其他颗粒粉末混合均匀，然后热压成形，得到成品；热压时，控制温度为基体金属熔点的70％～85％、时间小于等于90min；或将退火后的粉末热压成形，得到成品；热压时，控制温度为基体金属熔点的70％～85％、时间小于等于90min；步骤五在保护气氛或真空气氛下，先对步骤三所得冷压坯进行烧结；得到成品；所述烧结温度为基体金属熔点的60％～80％，保温时间大于等于10min、优选为10～200min、进一步优选为0.5～3h。