CN102080173A - 一种制备Al2O3-TiC铝基复合材料的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种简单、廉价、易行且性能够满足要求的制备Al2O3-TiC铝基复合材料的工艺方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：按照预定的比例进行混粉、球磨和冷压，制备成预制块，然后将预制块分别加入到铝液中，保持一定时间后，浇注后制备Al2O3-TiC铝基复合材料。

Description

一种制备Al2O3-TiC铝基复合材料的工艺方法
所属技术领域：
本发明涉及Al2O3-TiC铝基复合材料的制备工艺方法，属于新材料领域。
背景技术：
活塞是汽车发动机上关键零部件，它是在高温、摩擦等恶劣条件下工作的，对材料的高温力学性能、热稳定性及耐磨性都有很高的要求。目前，广泛使用的是Al-Si合金，尽管其具有热膨胀系数低较、耐磨性较高、重量较轻等优点，而成为了最常用的活塞材料。但该材料铸造和加工性能较差。
为了改善合金的高温性能，在铝合金中加入了V、Ni、Cu、Mo、Ti等元素，这些元素提高了活塞的高温强度及体积稳定性。但这些合金在250～300℃的高温性能还是难以满足活塞在使用上性能的要求。
为了进一步提高活塞材料的高温性能及耐磨性，近年来开发了铝基复合材料活塞。该法尚存在工艺复杂、超细金属纤维制备难度大、成本高、高温易氧化、易与铝反应生成脆性相等问题。
发明内容：
为了克服现有的生产汽车发动机活塞材料中的诸多问题，本发明提供了一种简单、廉价、易行且性能够满足要求的制备Al2O3-TiC铝基复合材料的工艺方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：按照预定的比例进行混粉、球磨和冷压，制备成预制块，然后将预制块分别加入到铝液中，保持一定时间后，浇注后制备Al2O3-TiC铝基复合材料。
本发明的有益效果是：原材料成本低廉，制备工艺简单，组织和性能满足要求。
附图说明
附图为制备Al2O3-TiC铝基复合材料的工艺流程图
具体实施方式：
首先将40μm的Al粉、35μmTiO2粉和80μm的石墨粉按照18∶20∶3比例混合。然后在球蘑机中进行球磨。其次将球磨后的粉在150℃下烘干，经过400目的筛子过滤后，压制成直径40mm×厚度15mm的预制块。当熔化炉温度为840℃时加入工业纯铝，依次分批加入预制块，每次加入3-5块，保温3-5分钟，炉内发生化学反应，生成Al2O3和TiC颗粒。最后将含有陶瓷颗粒的熔融态铝液浇铸到金属模具中，最终制得Al2O3-TiC铝基复合材料。

Claims (9)

1.一种Al2O3-TiC铝基复合材料的制备工艺，其特征是：利用熔铸方法和原位反应来制备Al2O3-TiC铝基复合材料。
2.根据专利1的Al2O3-TiC铝基复合材料制备工艺，其特征是：工业铝纯度大于99.8％，铝粉纯度大于99％且尺寸小于630微米。
3.根据专利1的Al2O3-TiC铝基复合材料制备工艺，其特征是：TiO2粉纯度大于98％，尺寸小于9微米。
4.根据专利1的Al2O3-TiC铝基复合材料制备工艺，其特征是：石墨粉纯度大于99％，尺寸小于630目。
5.根据专利1的Al2O3-TiC铝基复合材料制备工艺，其特征是：CeO2纯度大于99％，尺寸小于74微米。
6.根据专利1的Al2O3-TiC铝基复合材料制备工艺，其特征是：Al粉、TiO2粉、石墨粉和CeO2粉按9∶20∶3比例混合。
7.根据专利6的Al2O3-TiC铝基复合材料制备工艺，其特征是：混粉后进行球磨，时间2小时、转速200转/分、球料比3∶1。
8.根据专利7的Al2O3-TiC铝基复合材料制备工艺，其特征是：球磨后的混粉进行压制，压力30Mpa，预制块直径为30mm、厚度为10mm。
9.根据专利1的Al2O3-TiC铝基复合材料制备工艺，其特征是：预制块和模具预热温度为300℃，铝锭熔化温度840℃，反应时间5分钟，浇注温度750℃。
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