CN111218587A - 一种铝基复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝基复合材料及其制备方法，该复合材料按体积百分比包括：1％～15％碳化硼和85％～99％铝合金。其制备方法包括：表面处理、球磨混粉、烧结、均匀后处理、热挤压、热处理。本发明能够实现高品质，柔性界面铝基复合材料制备，且通过优化材料热热处理过程和挤压后型材的处理工程，实现高品质铝基复合材料型材的制备，该工艺过程流程简单、成本低、复合材料质量好、成品率高。

Description

一种铝基复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及铝基复合材料技术领域，具体涉及一种铝基复合材料及其制备方法。
背景技术
随着航空航天、国防、汽车以及交通等工业领域的快速发展，传统和金诸如铝合金、镁合金等的性能开发已经接近极限，而这些领域的轻量化要求则越来越苛刻，因此，传统合金面临被淘汰的风险。铝基复合材料具备高比刚度、高比强度、优异的耐高温性能、抗蠕变性能等，而受到广泛的关注。其中，碳化硼增强铝是一种极具发展潜力的复合材料，最主要的原因是碳化硼的不仅具备高硬度和高模量，更主要的是其密度仅为2.52g/cm3，低于铝合金，因此，碳化硼增强铝复合材料的密度会低于与基体同牌号的铝合金，在航空航天和汽车结构轻量化方面具有广阔的应用前景。
热挤压变形是提高材料质量、减少加工余量及降低生产成本的主要技术手段，然而当增强体加入铝合金基体中制备成复合材料后，复合材料的流动性显著降低，增强体和基体之间的界面极易在挤压过程中形成应力集中，这会导致复合材料内部形成大量的缺陷，造成铝基复合材料成品率偏低，甚至全部报废。
因此，亟需优化现有铝基复合材料的制备工艺和挤压成型工艺，多方面改善现有复合材料挤压型材的质量，综合降低成本，扩大其应用领域，为产业化的进行奠定基础。
发明内容
针对上述已有技术存在的不足，本发明提供一种具有柔化界面的铝基复合材料及其制备方法，通过优化制备工艺，改善基体合金和增强体的界面结合状态，实现高品质、低成本、产业化。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种铝基复合材料，其特征在于，所述复合材料按体积百分比包括：1％～15％碳化硼和85％～99％铝合金。
根据上述的铝基复合材料，其特征在于，所述碳化硼包括平均粒径D50为15μm的第一碳化硼和平均粒径D50为0.5μm的第二碳化硼，所述第一碳化硼和第二碳化硼的体积比为7～9:1；所述铝合金包括平均粒径D50为10μm的第一铝合金和平均粒径D50为1μm的第二铝合金，所述第一铝合金和第二铝合金的体积比为6～8:1。
根据上述的铝基复合材料，其特征在于，所述铝合金为6系铝合金或2系铝合金。
一种如上所述的铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法步骤包括：
(1)表面处理：首先将按上述比例计算的第一碳化硼粉体和第二碳化硼粉体进行水洗，静置5min后去除洗涤容器内上层水体，如此反复2～3次；将洗涤干净的粉体进行烘干、加热、保温，冷却至室温；
(2)球磨混粉：将经步骤(1)得到的碳化硼粉体与第一铝合金粉体混合，置于球磨机中，保持一定的转速和时间，然后将第二铝合金粉体加入球磨机中，进行混合，保持一定的转速和时间，得到混合均匀的粉末；
(3)烧结：将经步骤(2)得到的粉末置于模具中冷压，然后将模具放入加热炉中加热、保温后，利用压力机进行热压，热压完成后冷却至室温脱模，得到铸锭；
(4)均匀化处理：将经步骤(3)得到的铸锭加热后，进行保温，保温结束后随炉冷却至室温；
(5)热挤压：将经步骤(4)得到的铸锭、挤压筒和挤压工模具分别保温后，进行热挤压，复合材料挤出后置于保温炉中，进行炉冷；
(6)热处理：将经步骤(5)得到的复合材料进行保温、水淬火后时效。
根据上述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)第一碳化硼粉体和第二碳化硼粉体进行水洗的温度为50℃～80℃；洗涤干净的粉体置于烘干箱中进行烘干，烘干温度为40℃～60℃，保温时间为18h～24h；将烘干后的粉体进行加热，温度为400℃～500℃，保温时间为1h～2h。
根据上述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中将经步骤(1)得到的碳化硼粉体与第一铝合金粉体混合，置于球磨机中，球磨机转速设定为250～350转/分钟，时间为2h～3h；然后将第二铝合金粉体加入球磨机中，进行混合，球磨机转速设定为100～150转/分钟，时间为1h～2h。
根据上述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中将经步骤(2)得到的粉末置于模具中冷压至压力为5-20MPa，然后将模具放入加热炉中加热至温度为520-560℃，保温时间为2-3h。
根据上述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中将经步骤(3)得到的铸锭，加热温度为500℃～540℃，保温时间为18h～24h，炉冷冷却速率控制为2℃-5℃/min，冷却至100℃以下后进行空冷。
根据上述的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中将经步骤(4)得到的铸锭保温温度为430℃～450℃，挤压筒保温温度为400℃～420℃和挤压工模具保温温度为460℃～500℃，挤压比控制为8～12，挤压速度控制为0.3～0.6mm/s，挤压后的复合材料冷却速率控制为5～10℃/min，冷却至100℃以下后进行空冷。
根据上述的制备方法，其特征在于，当采用6系铝合金时，热处理工艺为520℃～550℃保温1h-3h，时效温度为160℃～190℃，时效时间为3h～5h；当采用2系铝合金时，热处理工艺为500℃～510℃保温1h-3h，时效温度为190℃～210℃，时效时间为3h～5h。
粉体表面处理是实现本发明目的的重要步骤，经过水洗可以有效的除去混合粉体中的团聚部分，由于团聚部分会漂浮在水面上，通过去除上层水体，可以有效的减少材料中团聚的缺陷；另外，通过保温进行表面柔化处理可以使颗粒表面形成柔化层，通过控制保温的温度和时间，以控制柔化层厚度，实现与铝基体的最佳配合。
由于本发明制备复合材料的温度较高，甚至高于铝合金开始熔化温度，并且，颗粒与合金基体差别较大，这会导致合金元素在界面和晶界处聚集剧集，极易在铝合金基体内部形成成分的偏析，这种成分的不均会极大程度的影响复合材料挤压型材的表面质量，降低成品率。因此，均匀化处理是实现复合材料内部成分均匀的重要手。
炉冷过程是保证型材质量的又一关键过程，炉冷过程中能够有效的降低复合材料内部的残余应力，这对于后续产品加工，减少变形是十分有利的。因此，控制降温速率是控制材料和构件变形程度的关键参数。
本发明的有益效果：
本发明采用水洗和加热处理的方式进行碳化硼颗粒的表面处理过程，有效改善碳化硼颗粒的表明状态，优化的复合材料的热压烧结过程，通过温度和保温时间的调整，实现碳化硼和铝基体之间的柔性界面形成；调整碳化硼和铝粉体的尺寸配比，有效改善复合材料致密度；通过均匀化热处理和挤压后型材的降温处理过程能够，有效改善合金内成分的均匀性，因此，本发明能够实现高品质，柔性界面铝基复合材料制备，且通过优化材料热热处理过程和挤压后型材的处理工程，实现高品质铝基复合材料型材的制备，该工艺过程流程简单、成本低、复合材料质量好、成品率高。
附图说明
图1为实施例一制备的一种铝基复合材料透射电镜组织照片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种铝基复合材料，按体积百分比包括：1％～15％碳化硼和85％～99％铝合金。其中，碳化硼包括平均粒径D50为15μm的第一碳化硼和平均粒径D50为0.5μm的第二碳化硼，第一碳化硼和第二碳化硼的体积比为7～9:1；铝合金包括平均粒径D50为10μm的第一铝合金和平均粒径D50为1μm的第二铝合金，第一铝合金和第二铝合金的体积比为6～8:1。铝合金为6系铝合金或2系铝合金。该复合材料具有柔化界面，主要成分为氧化硼。
一种铝基复合材料的制备方法，步骤包括：
(1)表面处理：首先将按上述比例计算的第一碳化硼粉体和第二碳化硼粉体进行水洗，洗涤过程中，水洗的温度为50℃～80℃，静置5min后将洗涤容器内上层水体去除；前述步骤如此反复2～3次；洗涤干净的粉体置于烘干箱中进行烘干，烘干温度为40℃～60℃，保温时间为18h～24h；烘干后的粉体置于炉中加热，温度为400℃～500℃，保温时间为1h～2h，进行颗粒表面柔化过程，然后取出冷却至室温备用；
(2)球磨混粉：将经步骤(1)得到的碳化硼粉体与第一铝合金粉体混合，置于球磨机中，保持球磨机转速为250～350转/分钟，时间为2h～3h，然后将第二铝合金粉体加入球磨机中，进行混合，保持球磨机转速为100～150转/分钟，时间为1h～2h，得到混合均匀的粉末；
(3)烧结：将经步骤(2)得到的粉末置于筒状模具中，冷压至压力为5-20MPa，然后将模具放入加热炉中加热温度520-560℃、保温时间为2-3h后，利用压力机进行热压，热压压力为55-75MPa；热压完成后冷却至室温脱模，得到铸锭；
(4)均匀化处理：将经步骤(3)得到的铸锭，加热500℃～540℃后，进行保温18h～24h，保温结束后随炉冷却至室温，其中炉冷冷却速率控制为2℃-5℃/min，冷却至100℃以下后进行空冷；
(5)热挤压：将经步骤(4)得到的铸锭保温温度为430℃～450℃，挤压筒保温温度为400℃～420℃，工模具保温温度为460℃～500℃，然后进行热挤压，挤压比控制为8～12，挤压速度控制为0.3～0.6mm/s，复合材料挤出后置于保温炉中，进行炉冷，其中，挤压后材料冷却速率控制为5～10℃/min，冷却至100℃以下后进行空冷；
(6)热处理：将经步骤(5)得到的复合材料进行保温、水淬火后时效；其中，当采用6系铝合金时，热处理工艺为520℃～550℃保温1h-3h，时效温度为160℃～190℃，时效时间为3h～5h；当采用2系铝合金时，热处理工艺为500℃～510℃保温1h-3h，时效温度为190℃～210℃，时效时间为3h～5h。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一
本实施例的铝基复合材料按体积百分比包括1％碳化硼和99％铝合金组成。碳化硼颗粒包括D50＝15μm的第一碳化硼和D50＝0.5μm第二碳化硼，两种规格的碳化硼的体积比为7:1；铝合金粉末包括D50为10μm的第一铝合金和平均粒径D50为1μm的第二铝合金，两种规格的铝合金体积比为8:1，该铝合金基体为6系铝合金。本实施例中复合材料按照以下步骤进行：
(1)碳化硼颗粒表面处理：首先将经过计算的两种规格的碳化硼粉体进行水洗过程，洗涤过程中，水温控制为50℃，洗涤过程中不断搅拌，静置5min后将洗涤容器上层水体去除，如此反复2次，去除洗涤干净的粉体置于烘干箱进行烘干，烘干箱温度设定为40℃，烘干时间为24h，烘干后将粉末置于炉子中加热，加热温度为400℃，并保温2h，后取出冷却至室温备用。
(2)球磨混粉：将步骤(1)中的碳化硼粉和经过体积计算的D50＝10μm的铝粉进行第一步混合，置于球磨机，设定转速为250转/min，时间为3h；随后将D50＝1μm的铝粉加入球磨机中，进行混合，保持球磨机转速为100转/min，时间为2h，混合完毕后得到混合均匀的粉末。
(3)复合材料烧结：将步骤(2)中的粉末加入至模具中，冷压至5MPa，随后将模具放入加热炉中加热至560℃，保温2h，随后利用压力机热压至55MPa，热压完成后冷却至室温脱模，得到复合材料铸锭。
(4)复合材料均匀化处理：将步骤(3)中所得复合材料铸锭，加热至500℃，保温时间为18h，控制冷却速率为5℃/min。温度低于100℃后可进行空冷。
(5)复合材料热挤压：将步骤(4)中得到的铸锭，挤压筒和工模具，分别保温至430℃、400℃和500℃，调控挤压比为12，挤压速度为0.6mm/s，进行复合材料的热挤压过程，复合材料挤出后进行炉冷降温，冷却速率控制为10℃/min，温度低于100℃时，可进行空冷。
(6)复合材料热处理：热处理工艺为520℃保温3h，水淬火后时效，时效温度为190℃，时效时间为3h。
实施例二
本实施例的铝基复合材料按体积百分比包括10％碳化硼和90％铝合金组成。碳化硼颗粒包括D50＝15μm的第一碳化硼和D50＝0.5μm第二碳化硼，两种规格的碳化硼的体积比为8:1；铝合金粉末包括D50为10μm的第一铝合金和平均粒径D50为1μm的第二铝合金，两种规格的铝合金体积比为7:1，该铝合金基体为6系铝合金。本实施例中复合材料按照以下步骤进行：
(1)碳化硼颗粒表面处理：首先将经过计算的两种规格的碳化硼粉体进行水洗过程，洗涤过程中，水温控制为50℃，洗涤过程中不断搅拌，静置5min后将洗涤容器上层水体去除，如此反复2次，去除洗涤干净的粉体置于烘干箱进行烘干，烘干箱温度设定为50℃，烘干时间为20h，烘干后将粉末置于炉子中加热，加热温度为450℃，并保温1.5h，后取出冷却至室温备用。
(2)球磨混粉：将步骤(1)中的碳化硼粉和经过体积计算的D50＝10μm的铝粉进行第一步混合，置于球磨机，设定转速为350转/min，时间为2.5h；随后将D50＝1μm的铝粉加入球磨机中，进行第二次混合，保持球磨机转速为125转/min，时间为1.5h，混合完毕后得到混合均匀的粉末。
(3)复合材料烧结：将步骤(2)中的粉末加入至钢模具中，冷压至15MPa，随后将模具放入加热炉中加热至540℃，保温2.5h，随后利用压力机热压至65MPa，热压完成后冷却至室温脱模，得到复合材料铸锭。
(4)复合材料均匀化处理：将步骤(3)中所得复合材料铸锭，加热至520℃，保温时间为20h，控制冷却速率为3℃/min。温度低于100℃后(99℃)可进行空冷。
(5)复合材料热挤压：将步骤(4)中得到的铸锭，挤压筒和工模具，分别保温至440℃、410℃和480℃，调控挤压比为10，挤压速度为0.4mm/s，进行复合材料的热挤压过程，型材挤出后进行炉冷降温，冷却速率控制为7℃/min，温度低于100℃(99℃)时，可进行空冷。
(6)复合材料热处理：热处理工艺为530℃保温2h，水淬火后时效，时效温度为180℃，时效时间为4h。
实施例三
本实施例的铝基复合材料按体积百分比包括15％碳化硼和85％铝合金组成。碳化硼颗粒包括D50＝15μm的第一碳化硼和D50＝0.5μm第二碳化硼，两种规格的碳化硼的体积比为9:1；铝合金粉末包括D50为10μm的第一铝合金和平均粒径D50为1μm的第二铝合金，两种规格的铝合金体积比为6:1，该铝合金基体为6系铝合金。本实施例中复合材料按照以下步骤进行：
(1)碳化硼颗粒表面处理：首先将经过计算的两种规格的碳化硼粉体进行水洗过程，洗涤过程中，水温控制为60℃，洗涤过程中不断搅拌，静置5min后将洗涤容器上层水体去除，如此反复3次，去除洗涤干净的粉体置于烘干箱进行烘干，烘干箱温度设定为50℃，烘干时间为18h，烘干后将粉末置于炉子中加热，加热温度为500℃，并保温1h，后取出冷却至室温备用。
(2)球磨混粉：将步骤(1)中的碳化硼粉和经过体积计算的D50＝10μm的铝粉进行第一步混合，置于球磨机，设定转速为300转/min，时间为2.5h；随后将D50＝1μm的铝粉加入球磨机中，进行第二次混合，保持球磨机转速为150转/min，时间为1h，混合完毕后得到混合均匀的粉末。
(3)复合材料烧结：将步骤(2)中的粉末加入至钢模具中，冷压至20MPa，随后将模具放入加热炉中加热至520℃，保温3h，随后利用压力机热压至75MPa，热压完成后冷却至室温脱模，得到复合材料铸锭。
(4)复合材料均匀化处理：将步骤(3)中所得复合材料铸锭，加热至540℃，保温时间为24h，控制冷却速率为2℃/min。温度低于100℃后可进行空冷。
(5)复合材料热挤压：将步骤(4)中得到的铸锭，挤压筒和工模具，分别保温至450℃、420℃和500℃，调控挤压比为8，挤压速度为0.3mm/s，进行复合材料的热挤压过程，型材挤出后进行炉冷降温，冷却速率控制为5℃/min，温度低于100℃时，可进行空冷。
(6)复合材料热处理：热处理工艺为550℃保温1h，水淬火后时效，时效温度为160℃，时效时间为5h。
实施例四
本实施例的铝基复合材料按体积百分比包括15％碳化硼和85％铝合金组成。碳化硼颗粒包括D50＝15μm的第一碳化硼和D50＝0.5μm第二碳化硼，两种规格的碳化硼的体积比为8:1；铝合金粉末包括D50为10μm的第一铝合金和平均粒径D50为1μm的第二铝合金，两种规格的铝合金体积比为7:1，该铝合金基体为6系铝合金。本实施例中复合材料按照以下步骤进行：
(1)碳化硼颗粒表面处理：首先将经过计算的两种规格的碳化硼粉体进行水洗过程，洗涤过程中，水温控制为60℃，洗涤过程中不断搅拌，静置5min后将洗涤容器上层水体去除，如此反复3次，去除洗涤干净的粉体置于烘干箱进行烘干，烘干箱温度设定为50℃，烘干时间为18h，烘干后将粉末置于炉子中加热，加热温度为500℃，并保温1h，后取出冷却至室温备用。
(2)球磨混粉：将步骤(1)中的碳化硼粉和经过体积计算的D50＝10μm的铝粉进行第一步混合，置于球磨机，设定转速为300转/min，时间为2.5h；随后将D50＝1μm的铝粉加入球磨机中，进行第二次混合，保持球磨机转速为150转/min，时间为1h，混合完毕后得到混合均匀的粉末。
(3)复合材料烧结：将步骤(2)中的粉末加入至钢模具中，冷压至20MPa，随后将模具放入加热炉中加热至520℃，保温3h，随后利用压力机热压至75MPa，热压完成后冷却至室温脱模，得到复合材料铸锭。
(4)复合材料均匀化处理：将步骤(3)中所得复合材料铸锭，加热至540℃，保温时间为24h，控制冷却速率为2℃/min。温度低于100℃后可进行空冷。
(5)复合材料热挤压：将步骤(4)中得到的铸锭，挤压筒和工模具，分别保温至450℃、420℃和500℃，调控挤压比为8，挤压速度为0.3mm/s，进行复合材料的热挤压过程，型材挤出后进行炉冷降温，冷却速率控制为5℃/min，温度低于100℃时，可进行空冷。
(6)复合材料热处理：热处理工艺为550℃保温1h，水淬火后时效，时效温度为160℃，时效时间为5h。
实施例五
本实施例的铝基复合材料按体积百分比包括10％碳化硼和90％铝合金组成。碳化硼颗粒包括D50＝15μm的第一碳化硼和D50＝0.5μm第二碳化硼，两种规格的碳化硼的体积比为8:1；铝合金粉末包括D50为10μm的第一铝合金和平均粒径D50为1μm的第二铝合金，两种规格的铝合金体积比为7:1，该铝合金基体为2系铝合金。本实施例中复合材料按照以下步骤进行：
(1)碳化硼颗粒表面处理：首先将经过计算的两种规格的碳化硼粉体进行水洗过程，洗涤过程中，水温控制为80℃，洗涤过程中不断搅拌，静置5min后将洗涤容器上层水体去除，如此反复2次，去除洗涤干净的粉体置于烘干箱进行烘干，烘干箱温度设定为60℃，烘干时间为20h，烘干后将粉末置于炉子中加热，加热温度为450℃，并保温1.5h，后取出冷却至室温备用。
(2)球磨混粉：将步骤(1)中的碳化硼粉和经过体积计算的D50＝10μm的铝粉进行第一步混合，置于球磨机，设定转速为350转/min，时间为2.5h；随后将D50＝1μm的铝粉加入球磨机中，进行第二次混合，保持球磨机转速为125转/min，时间为1.5h，混合完毕后得到混合均匀的粉末。
(3)复合材料烧结：将步骤(2)中的粉末加入至钢模具中，冷压至15MPa，随后将模具放入加热炉中加热至540℃，保温2.5h，随后利用压力机热压至65MPa，热压完成后冷却至室温脱模，得到复合材料铸锭。
(4)复合材料均匀化处理：将步骤(3)中所得复合材料铸锭，加热至520℃，保温时间为20h，控制冷却速率为3℃/min。温度低于100℃后可进行空冷。
(5)复合材料热挤压：将步骤(4)中得到的铸锭，挤压筒和工模具，分别保温至440℃、410℃和480℃，调控挤压比为10，挤压速度为0.4mm/s，进行复合材料的热挤压过程，型材挤出后进行炉冷降温，冷却速率控制为7℃/min，温度低于100℃时，可进行空冷。
(6)复合材料热处理：热处理工艺为500℃保温1.5h，水淬火后时效，时效温度为195℃，时效时间为4h。
从图1中可以看出，复合材料中碳化硼颗粒和基体之间存在一层B2O3薄膜，该层薄膜厚度大约为10-20nm，可见通过该方法制备的复合材料可以实现柔性界面。
对比例一：与实施例三不同的是，碳化硼颗粒规格为D50＝15μm，铝合金粉末规格D50＝10μm，其余与实施例一相同。
对比例二：与实施例三不同的是，步骤一中粉末烘干后直接备用，未经过炉子保温加热处理，其余与实施例三相同。
对比例三：与实施例三不同的是，混合过程为一步混合，设定转速为300转/min，时间为2.5h，其余与实施例三相同。
对比例四：与实施例三不同的是，复合材料铸锭未进行均匀化处理，其他与实施例三相同。
对比例五：与实施例五不同的是，复合材料中的基体合金体系为7系，其他与实施例五相同。
下表所示分别为本发明实施例一～五，和对比例一～五中制备的复合材料的致密度、柔性界面检测、力学性能和挤压型材表面质量综合结果比较，结果如下：
Figure BDA0002394875840000131
Figure BDA0002394875840000141
实施例一-实施例五中得到的复合材料致密度高，且存在柔性界面，挤压后复合材料力学性能非常优异。与实施例三相比，对比例一中采用的碳化硼粉末和铝合金粉末均为单一尺寸，制备结果表明：单一尺寸的碳化硼粉末和铝合金粉末复合而成的复合材料致密度较低，这会造成复合材料的强度和延伸率明显降低；与实施例三相比，对比例二中碳化硼粉末烘干后并未进行高温的保温处理，即并没有进行碳化硼粉末表面柔性处理，复合材料力学性能测试结果表明：柔性界面不存在时，复合材料的延伸率和强度明显降低。与实施例三相比，对比例三中粉末的混合过程为一步混合，且球磨机转速为350h/min。转速较高时，球磨混合过程中能量较高，较小尺寸的铝合金粉末在高能量球磨过程中氧化情况严重，表面会形成大量的氧化膜，其存在会显著的影响碳化硼与铝合金之间的界面接触，降低复合材料的力学性能。与实施例三相比，对比例四中复合材料制备后未进行均匀化处理，均匀化处理的主要目的是为了改善合金内部的元素的均匀分布，非常有利于合金力学性能的改善，可见复合材料均匀化处理的重要性。与实施例五相比，对比例五中复合材料的基体体系改为7系，明显可见，基体合金改为7系合金后，复合材料并不能充分发挥7系合金的高强度优势，反而低于2系基体合金的复合材料性能，因此，该方法适用于特定的合金体系。
以上所述的仅是本发明的较佳实施例，并不局限发明。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，还可以做出其它等同改进，均可以实现本发明的目的，都应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种铝基复合材料，其特征在于，所述复合材料按体积百分比包括：1％～15％碳化硼和85％～99％铝合金。
2.根据权利要求1所述的铝基复合材料，其特征在于，所述碳化硼包括平均粒径D50为15μm的第一碳化硼和平均粒径D50为0.5μm的第二碳化硼，所述第一碳化硼和第二碳化硼的体积比为7～9:1；所述铝合金包括平均粒径D50为10μm的第一铝合金和平均粒径D50为1μm的第二铝合金，所述第一铝合金和第二铝合金的体积比为6～8:1。
3.根据权利要求1所述的铝基复合材料，其特征在于，所述铝合金为6系铝合金或2系铝合金。
4.一种如权利要求2-3任一所述的铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法步骤包括：
(1)表面处理：首先将按上述比例计算的第一碳化硼粉体和第二碳化硼粉体进行水洗，静置5min后去除洗涤容器内上层水体，如此反复2～3次；将洗涤干净的粉体进行烘干、加热、保温，冷却至室温；
(2)球磨混粉：将经步骤(1)得到的碳化硼粉体与第一铝合金粉体混合，置于球磨机中，保持一定的转速和时间，然后将第二铝合金粉体加入球磨机中，进行混合，保持一定的转速和时间，得到混合均匀的粉末；
(3)烧结：将经步骤(2)得到的粉末置于模具中冷压，然后将模具放入加热炉中加热、保温后，利用压力机进行热压，热压完成后冷却至室温脱模，得到铸锭；
(4)均匀化处理：将经步骤(3)得到的铸锭，加热后，进行保温，保温结束后随炉冷却至室温；
(5)热挤压：将经步骤(4)得到的铸锭、挤压筒和挤压工模具分别保温后，进行热挤压，复合材料挤出后置于保温炉中，进行炉冷；
(6)热处理：将经步骤(5)得到的复合材料进行保温、水淬火后时效。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)第一碳化硼粉体和第二碳化硼粉体进行水洗的温度为50℃～80℃；洗涤干净的粉体置于烘干箱中进行烘干，烘干温度为40℃～60℃，保温时间为18h～24h；将烘干后的粉体进行加热，温度为400℃～500℃，保温时间为1h～2h。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中将经步骤(1)得到的碳化硼粉体与第一铝合金粉体混合，置于球磨机中，球磨机转速设定为250～350转/分钟，时间为2h～3h；然后将第二铝合金粉体加入球磨机中，进行混合，球磨机转速设定为100～150转/分钟，时间为1h～2h。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中将经步骤(2)得到的粉末置于模具中冷压至压力为5-20MPa，然后将模具放入加热炉中加热至温度为520-560MPa，保温时间2-3h。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中将经步骤(3)得到的铸锭，加热温度为500℃～540℃，保温时间为18h～24h，炉冷冷却速率控制为2℃-5℃/min，冷却至100℃以下后进行空冷。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中将经步骤(4)得到的铸锭保温温度为430℃～450℃，挤压筒保温温度为400℃～420℃和挤压工模具保温温度为460℃～500℃，挤压比控制为8～12，挤压速度控制为0.3～0.6mm/s，挤压后的复合材料冷却速率控制为5～10℃/min，冷却至100℃以下后进行空冷。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，当采用6系铝合金时，热处理工艺为520℃～550℃保温1h-3h，时效温度为160℃～190℃，时效时间为3h～5h；当采用2系铝合金时，热处理工艺为500℃～510℃保温1h-3h，时效温度为190℃～210℃，时效时间为3h～5h。
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