CN104388759A - 一种铝基复合材料及其粉末冶金制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝基复合材料及其粉末冶金制备方法，按以下原料重量份数配比制成：铜粉2-22份、铁粉1-13份、钼粉1-7份、锌粉2-8份、碳化硅颗粒1-9份、铝粉25-65份。上述各组分经混合均匀、烧结、冷却即可获得一种铝基复合材料。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料、冶金技术领域，尤其涉及一种铝基复合材料及其粉末冶金制备方法。
背景技术
复合材料是应现代科学发展需求而涌现出的具有强大生命力的材料，它由两种或两种以上性质不同的材料通过各种工艺手段复合而成。复合材料可分为三类：聚合物基复合材料(PMCs)、金属基复合材料(MMCs)、陶瓷基复合材料(CMCs)。金属基复合材料基体主要是铝、镍、镁、钛等。铝在制作复合材料上有许多特点，如质量轻、密度小、可塑性好，铝基复合技术容易掌握，易于加工等。此外，铝基复合材料比强度和比刚度高、高温性能好、更耐疲劳和更耐磨、阻尼性能好、热膨胀系数低。同其他复合材料一样，它能组合特定的力学和物理性能，以满足产品的需要。因此，铝基复合材料已成为金属基复合材料中最常用、最重要的材料之一。按照增强体的不同，铝基复合材料可分为纤维增强铝基复合材料和颗粒增强铝基复合材料。纤维增强铝基复合材料具有比强度、比模量高，尺寸稳定性好等一系列优异性能，但价格昂贵，目前主要用于航天领域，作为航天飞机、人造卫星、空间站等的结构材料。颗粒增强铝基复合材料可用来制造卫星及航天用结构材料、飞机零部件、金属镜光学系统、汽车零部件；此外还可以用来制造微波电路插件、惯性导航系统的精密零件、涡轮增压推进器、电子封装器件等。
发明内容
解决的技术问题:
为了节省铝基复合材料加工过程中的材料、能源，以及提高材料的性能、精度和稳定性，本发明提供了一种铝基复合材料及其粉末冶金制备方法。
技术方案：
一种铝基复合材料，按以下原料重量份数配比制成：铜粉2-22份、铁粉1-13份、钼粉1-7份、锌粉2-8份、碳化硅颗粒1-9份、铝粉25-65份。
作为本发明的一种优选方案，按以下原料重量份数配比制成铝基复合材料：铜粉5-15份、铁粉3-10份、钼粉2-5份、锌粉3-7份、碳化硅颗粒2-7份、铝粉35-55份。
作为本发明的一种优选方案，所述材料的各粉末粒径如下：铜粉250-350目、铁粉150-200目、钼粉200-300目、锌粉150-300目、碳化硅颗粒150-200目、铝粉200-400目。
一种铝基复合材料的粉末冶金制备方法，包含以下步骤：
(1)将铜粉、铁粉、钼粉、锌粉、碳化硅颗粒及铝粉混合置于混料装置内，利用压力为0.65-0.85MPa的高压气体将上述粉末吹起，6-10分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；
(2)将上述混合均匀的粉末在220-280吨的压力下压制成型，在保护气氛条件下采用3阶段升温的方式进行烧结，3阶段的温度分别为520℃、760℃、930℃，每阶段烧结时间为1-4.5小时，烧结完成后进行再次压力成型；
(3)最后，随炉缓慢降温即可获得铝基复合材料；
作为本发明的一种优选技术方案，步骤(1)中用压力为0.75-0.85MPa的高压气体将所有物料粉末吹起，7-9分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；
作为本发明的一种优选技术方案，步骤(2)中在250-280吨的压力下将经步骤(1)混合均匀的粉末压制成型。
有益效果
本发明所述一种铝基复合材料及其粉末冶金制备方法，与现有技术相比具有以下技术效果：第一、在加工过程中节约了原材料的用量和能源的消耗，从而降低了成本；第二、经粉末冶金方法制备的铝基复合材料性能强、精度和稳定性高。
具体实施方式
实施例1：
一种铝基复合材料，按以下原料重量份数配比制成：铜粉2份、铁粉1份、钼粉1份、锌粉2份、碳化硅颗粒1份、铝粉25份。
所述材料的各粉末粒径如下：铜粉250目、铁粉150目、钼粉200目、锌粉150目、碳化硅颗粒150目、铝粉200目。
一种铝基复合材料的粉末冶金制备方法，包含以下步骤：
(1)将铜粉、铁粉、钼粉、锌粉、碳化硅颗粒及铝粉混合置于混料装置内，利用压力为0.65MPa的高压气体将上述粉末吹起，6分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；
(2)将上述混合均匀的粉末在220吨的压力下压制成型，在保护气氛条件下采用3阶段升温的方式进行烧结，3阶段的温度分别为520℃、760℃、930℃，每阶段烧结时间为1小时，烧结完成后进行再次压力成型；
(3)最后，随炉缓慢降温即可获得铝基复合材料。
实施例2：
一种铝基复合材料，按以下原料重量份数配比制成：铜粉8份、铁粉4份、钼粉2份、锌粉4份、碳化硅颗粒3份、铝粉40份。
所述材料的各粉末粒径如下：铜粉300目、铁粉150目、钼粉250目、锌粉200目、碳化硅颗粒150目、铝粉250目。
一种铝基复合材料的粉末冶金制备方法，包含以下步骤：
(1)将铜粉、铁粉、钼粉、锌粉、碳化硅颗粒及铝粉混合置于混料装置内，利用压力为0.7MPa的高压气体将上述粉末吹起，7分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；
(2)将上述混合均匀的粉末在240吨的压力下压制成型，在保护气氛条件下采用3阶段升温的方式进行烧结，3阶段的温度分别为520℃、760℃、930℃，每阶段烧结时间为2小时，烧结完成后进行再次压力成型；
(3)最后，随炉缓慢降温即可获得铝基复合材料。
实施例3：
一种铝基复合材料，按以下原料重量份数配比制成：铜粉14份、铁粉8份、钼粉5份、锌粉6份、碳化硅颗粒6份、铝粉55份。
所述材料的各粉末粒径如下：铜粉350目、铁粉150目、钼粉250目、锌粉200目、碳化硅颗粒150目、铝粉300目。
一种铝基复合材料的粉末冶金制备方法，包含以下步骤：
(1)将铜粉、铁粉、钼粉、锌粉、碳化硅颗粒及铝粉混合置于混料装置内，利用压力为0.75MPa的高压气体将上述粉末吹起，8分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；
(2)将上述混合均匀的粉末在260吨的压力下压制成型，在保护气氛条件下采用3阶段升温的方式进行烧结，3阶段的温度分别为520℃、760℃、930℃，每阶段烧结时间为3小时，烧结完成后进行再次压力成型；
(3)最后，随炉缓慢降温即可获得铝基复合材料。
实施例4：
一种铝基复合材料，按以下原料重量份数配比制成：铜粉22份、铁粉13份、钼粉7份、锌粉8份、碳化硅颗粒9份、铝粉65份。
所述材料的各粉末粒径如下：铜粉350目、铁粉200目、钼粉300目、锌粉300目、碳化硅颗粒200目、铝粉400目。
一种铝基复合材料的粉末冶金制备方法，包含以下步骤：
(1)将铜粉、铁粉、钼粉、锌粉、碳化硅颗粒及铝粉混合置于混料装置内，利用压力为0.85MPa的高压气体将上述粉末吹起，10分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；
(2)将上述混合均匀的粉末在220-280吨的压力下压制成型，在保护气氛条件下采用3阶段升温的方式进行烧结，3阶段的温度分别为520℃、760℃、930℃，每阶段烧结时间为4.5小时，烧结完成后进行再次压力成型；
(3)最后，随炉缓慢降温即可获得铝基复合材料。
上述实施例1-4制备得到的铝基复合材料，物理性能测试结果如下：
Claims (6)
1.一种铝基复合材料，其特征在于，按以下原料重量份数配比制成：铜粉2-22份、铁粉1-13份、钼粉1-7份、锌粉2-8份、碳化硅颗粒1-9份、铝粉25-65份。
2.根据权利要求1所述一种铝基复合材料，其特征在于，按以下原料重量份数配比制成：铜粉5-15份、铁粉3-10份、钼粉2-5份、锌粉3-7份、碳化硅颗粒2-7份、铝粉35-55份。
3.根据权利要求1所述一种铝基复合材料，其特征在于，所述材料的各粉末粒径如下：铜粉250-350目、铁粉150-200目、钼粉200-300目、锌粉150-300目、碳化硅颗粒150-200目、铝粉200-400目。
4.权利要求1所述一种铝基复合材料的粉末冶金制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
（1）将铜粉、铁粉、钼粉、锌粉、碳化硅颗粒及铝粉混合置于混料装置内，利用压力为0.65-0.85MPa的高压气体将上述粉末吹起，6-10分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；
（2）将上述混合均匀的粉末在220-280吨的压力下压制成型，在保护气氛条件下采用3阶段升温的方式进行烧结，3阶段的温度分别为520℃、760℃、930℃，每阶段烧结时间为1-4.5小时，烧结完成后进行再次压力成型；
（3）烧结完成后，随炉缓慢降温即可获得铝基复合材料。
5.根据权利要求4所述一种铝基复合材料的粉末冶金制备方法，其特征在于，步骤（1）中用压力为0.75-0.85MPa的高压气体将所有物料粉末吹起，7-9分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合。
6.根据权利要求4所述一种铝基复合材料的粉末冶金制备方法，其特征在于，步骤（2）中在250-280吨的压力下将经步骤（1）混合均匀的粉末压制成型。
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Effective date of registration: 20180109 Address after: 523000 Guangdong Province, Dongguan City Zhangmutou Yufeng community Wen Yu Industrial Park No. 88 Patentee after: Dongguan Jinzhou Aluminum Co. Ltd. Address before: 750000, the Ningxia Hui Autonomous Region, Yinchuan, Xingqing District, Xinhua East Street, Lishui homes, No. 42 business building, room 7 Patentee before: The Ningxia abundant mechanical Science and Technology Ltd. of letter |