CN105463265A - 一种碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法，涉及铝基复合材料领域。本发明的操作方法是将碳化硅粉及颗粒，氟钛酸钾，或氟锆酸钾、或氟硼酸钾、或氟硅酸钾、或者氟钽酸钾将上述两种或几种粉料混合均匀。将炉中铝熔化，升温至660℃-1500℃后将混合粉状原料加入炉中充分搅动熔液保温后，对熔液扒渣后，充分搅动熔液后的熔液浇铸成各种产品。本发明有效地提高了铝基复合材料性能，工艺简单方便操作成本低，可以工业化生产。

Description

一种碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法
技术领域
本发明属于铝基复合材料领域，具体是一种碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法。
背景技术
获得足够的异颗粒增强铝基复合材料，由于具有密度低、铸造性能优异、耐磨性、高比强度、良好的导热、导电性能、热膨胀系数小、等一系列优异性能,具有潜在的应用前景和广阔的市场，颗粒增强的金属基复合材料,相比较纤维增强金属基复合材料具有成本低廉，各向异性小，容易合成。在制备含有SiC颗粒增强复合材料时,由于SiC颗粒与铝合金之间的润湿性很差,制备的工艺要求较高，目前主要有粉末冶金法、喷射沉积法、搅拌铸造法和挤压铸造法。现有工艺制备方法虽然已经成功制造了复合材料，但很难用于工业化生产，对现有工艺的进一步完善和新工艺的开发成为下一步研究工作的主要任务，因此在生产中迫切需要发明一种在一定程度上改善SiC颗粒与Al润湿性有效方法,本发明用氟盐法盐与碳化硅颗粒进行化学反应制备铝基复合材料，促进SiC颗粒的渗透,改善了Al熔体对SiC颗粒的浸润性差问题，能耗低,工艺简单方便操作成本低，可以工业化生产。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法，本发明在现有技术合成产物中促进SiC颗粒的渗透,改善了Al熔体对SiC颗粒的浸润性很差等技术问题。
为了解决以上技术问题，本发明采取的以下步骤进行的：
（1）首先按质量百分比准备材料：质量占比在不小于1%到小于100%的碳化硅粉及颗粒，质量占比在不小于1%到小于100%的氟钛酸钾，(或者氟锆酸钾、或者氟硼酸钾、或者氟硅酸钾、或者氟钽酸钾)将上述两种粉料混合均匀（或者几种混合均匀）。
（2）在熔化炉中将纯铝或铝合金熔化，升温至660℃～1500℃后将上述混合粉状原料占铝熔体重量1%-100%两种粉状原料加入炉中充分搅动熔液保温5-100min后，对熔液扒渣后，充分搅动熔液后的熔液浇铸成各种产品。
使用本发明可以达到以下有益效果：本发明在现有技术合成产物中促进SiC颗粒的渗透,改善了Al熔体对SiC颗粒的浸润性很差等技术问题，能耗低,工艺简单方便操作成本低，可以工业化生产。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面通过6个实施例对本发明的一种碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法进一步说明：
实施例1
（1）首先按质量百分比准备材料：占比两者总质量的1%碳化硅粉及颗粒，占比两者总质量的99%的氟钛酸钾，(或者氟锆酸钾、或者氟硼酸钾、或者氟硅酸钾、或者氟钽酸钾)将上述两种粉料混合均匀。
（2）将炉中纯铝或铝合金熔化，升温至660℃后将占铝熔体重量100%两种混合粉状原料加入炉中充分搅动熔液保温5min后，对熔液扒渣后，充分搅动熔液后的熔液浇铸成各种产品。
实施例2
（1）首先按质量百分比准备材料：占比两者总质量的50%碳化硅粉及颗粒，占比两者总质量的50%的氟钛酸钾，(或者氟锆酸钾、或者氟硼酸钾、或者氟硅酸钾、或者氟钽酸钾)将上述两种粉料混合均匀。
（2将炉中纯铝或铝合金熔化，升温至900℃后将占铝熔体重量50%两种混合粉状原料加入炉中充分搅动熔液保温40min后，对熔液扒渣后，充分搅动熔液后的熔液浇铸成各种产品。
实施例3
（1）首先按质量百分比准备材料：占比两者总质量的99%碳化硅粉及颗粒，占比两者总质量的1%的氟钛酸钾，(或者氟锆酸钾、或者氟硼酸钾、或者氟硅酸钾、或者氟钽酸钾)将上述两种粉料混合均匀。
（2）将炉中纯铝或铝合金熔化，升温至1000℃后将占铝熔体重量1%两种混合粉状原料加入炉中充分搅动熔液保温60min后，对熔液扒渣后，充分搅动熔液后的熔液浇铸成各种产品。
实施例4
（1）首先按质量百分比准备材料：占比总质量的25%碳化硅粉及颗粒，占比几者总质量的15%的氟钛酸钾，15%氟锆酸钾、15%氟硼酸钾、15%氟硅酸钾、15%氟钽酸钾将上述几种粉料混合均匀。
（2）将炉中纯铝或铝合金熔化，升温至800℃后将占铝熔体重量80%几种混合粉状原料加入炉中充分搅动熔液保温30min后，对熔液扒渣后，充分搅动熔液后的熔液浇铸成各种产品。
实施例5
（1）首先按质量百分比准备材料：占比总质量的1%碳化硅粉及颗粒，占比几者总质量的19.8%的氟钛酸钾，19.8%氟锆酸钾、19.8%氟硼酸钾、19.8%氟硅酸钾、19.8%氟钽酸钾将上述几种粉料混合均匀。
（2）将炉中纯铝或铝合金熔化，升温至700℃后将占铝熔体重量60%几种混合粉状原料加入炉中充分搅动熔液保温20min后，对熔液扒渣后，充分搅动熔液后的熔液浇铸成各种产品。
实施例6
（1）首先按质量百分比准备材料：占比总质量的95%碳化硅粉及颗粒，占比几者总质量的1%的氟钛酸钾，1%氟锆酸钾、1%氟硼酸钾、1%氟硅酸钾、1%氟钽酸钾将上述几种粉料混合均匀。
（2）将炉中纯铝或铝合金熔化，升温至780℃后将占铝熔体重量30%几种混合粉状原料加入炉中充分搅动熔液保温10min后，对熔液扒渣后，充分搅动熔液后的熔液浇铸成各种产品。
两种混合粉状原料或者几种混合粉状原料占铝熔体重量1%、50%、或100%。占比几种混合碳化硅粉和氟钛酸钾，氟锆酸钾、氟硼酸钾、氟硅酸钾、氟钽酸钾混合质量百分比为1%、(19.8%×5)或95%、（1%×5）或35%、（15%×5）。

Claims (6)

1.一种碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）首先按质量百分比准备材料：质量占比在不小于1%到小于100%的碳化硅粉及颗粒，质量占比在不小于1%到小于100%的氟钛酸钾或者氟锆酸钾、或者氟硼酸钾、或者氟硅酸钾或者氟钽酸钾，将上述两种粉料混合均匀或者几种混合均匀；
（2）在熔化炉中将纯铝或铝合金熔化，升温至660℃～1500℃后将上述混合粉状原料占铝熔体重量1%-100%两种粉状混合原料或者几种混合原料加入炉中充分搅动熔液保温5-100min后，然后对熔液进行扒渣；
（3）最后就可以将上述去渣后的熔液搅动浇铸成各种产品。
2.根据权利要求1所述的一种碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：占比两则碳化硅粉和氟钛酸钾或者氟锆酸钾、或者氟硼酸钾、或者氟硅酸钾、或者氟钽酸钾两则混合的质量百分比为1%、99%或50%、50%或者99%、1%。
3.根据权利要求1所述的一种碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：升温温度为660℃、900℃或1000℃。
4.根据权利要求1所述的一种碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：保温时间为5min、40min或60min。
5.根据权利要求1所述的一种碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：两种混合粉状原料或者几种混合粉状原料占铝熔体重量的1%、50%、或100%。
6.根据权利要求1所述的一种碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：占比几种混合碳化硅粉和氟钛酸钾，氟锆酸钾、氟硼酸钾、氟硅酸钾、氟钽酸钾混合质量百分比为1%、(19.8%×5)或95%、（1%×5）或35%、（15%×5）。
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