CN114619035A - 异体分陶瓷增强铝基材料预制件冶金结合方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及异体分陶瓷增强铝基材料预制件冶金结合方法，通过在第一铝基材料预制件和/或第二铝基材料预制件的待冶金结合表面涂抹浆料后，组装，再加热至浆料中合金粉的共晶点温度以上保温一段时间，继续升温烧结即可，加热过程中，浆料中的挥发性溶剂快速挥发，达到合金粉的共晶点温度后保温一段时间相应合金粉形成足量液相，在第一铝基材料预制件和第二铝基材料预制件之间发生扩散，再通过烧结形成有效的冶金结合，提高界面结合强度和致密度。
Description
技术领域
本发明涉及粉末冶金技术领域，特别是涉及异体分陶瓷增强铝基材料预制件冶金结合方法。
背景技术
陶瓷增强铝基材料按照陶瓷增强相的体积含量可分为高体分陶瓷增强铝基材料、中体分陶瓷增强铝基材料和低体分陶瓷增强铝基材料。不同体分陶瓷增强铝基材料在塑性、韧性、耐磨性、耐热性等方面表现不同。对于不同部位具有不同功能需求的复杂部件，单一体分陶瓷增强铝基材料往往难以满足要求，而根据不同部位的性能需求虽然可以采用不同体分陶瓷增强铝基材料进行设计，但不同体分陶瓷增强铝基材料之间又因热膨胀系数差异等原因存在界面结合的问题。
发明内容
基于此，有必要提供一种异体分陶瓷增强铝基材料预制件冶金结合方法，该方法可根据复杂部件不同部位的性能需要进行不同体分陶瓷增强铝基材料的设计，且不同体分陶瓷增强铝基材料之间界面结合牢固。
一种异体分陶瓷增强铝基材料预制件冶金结合方法，包括以下步骤：
提供第一铝基材料预制件和第二铝基材料预制件，所述第一铝基材料预制件由第一陶瓷增强相和第一铝合金基体组成，所述第二铝基材料预制件由第二陶瓷增强相和第二铝合金基体组成，所述第一铝基材料预制件中第一陶瓷增强相的体积含量≠所述第二铝基材料预制件中第二陶瓷增强相的体积含量；
提供浆料，所述浆料由合金粉和挥发性溶剂组成，所述合金粉由第一铝合金基体的主要合金元素或第二铝合金基体的主要合金元素与铝组成；
在所述第一铝基材料预制件和/或第二铝基材料预制件的待冶金结合表面涂抹浆料后，组装，加热至所述合金粉的共晶点温度以上保温一段时间，继续升温烧结，即可。
在其中一个实施例中，所述浆料中合金粉与挥发性溶剂的体积比为1:(1～2)。
在其中一个实施例中，所述第一铝基材料预制件中第一陶瓷增强相的体积含量为0～30％，所述第二铝基材料预制件中第二陶瓷增强相的体积含量为30％～70％。
在其中一个实施例中，所述第一铝合金基体为2XXX系或6XXX系铝合金，所述第二铝合金基体为2XXX系或6XXX系系铝合金。
在其中一个实施例中，当所述第一铝合金基体或第二铝合金基体为2XXX系铝合金时，所述合金粉为铝铜合金粉；当所述第一铝合金基体或第二铝合金基体为6XXX系铝合金时，所述合金粉为铝镁合金粉或铝硅合金粉。
在其中一个实施例中，所述铝铜合金粉由20％～45％质量含量的铜和余量的铝组成；所述铝镁合金粉由27％～77％质量含量的镁和余量的铝组成；所述铝硅合金粉由6.7％～56％质量含量的硅和余量的铝组成。
在其中一个实施例中，所述铝铜合金粉由33.2％质量含量的铜和余量的铝组成；所述铝镁合金粉由40％～67％质量含量的镁和余量的铝组成；所述铝硅合金粉由11.7％质量含量的硅和余量的铝组成。
在其中一个实施例中，所述加热至所述合金粉的共晶点温度以上保温一段时间的步骤具体为：加热至超过所述合金粉的共晶点温度0～20℃，保温5～15分钟。
在其中一个实施例中，所述铝铜合金粉的共晶点温度为548.2℃；所述铝镁合金粉的共晶点温度为437℃或450℃；所述铝硅合金粉的共晶点温度为577℃。
在其中一个实施例中，所述烧结在保护性气体氛围中进行，所述烧结的温度为600℃～640℃，烧结的时间为1～2小时。
在其中一个实施例中，所述第一陶瓷增强相为第一陶瓷增强颗粒或第一陶瓷增强纤维；所述第一陶瓷增强颗粒的粒径为10μm～50μm；所述第一陶瓷增强纤维的长径比为5～10，且所述第一陶瓷增强纤维的直径≤50μm。
在其中一个实施例中，所述第二陶瓷增强相为第二陶瓷增强颗粒；所述第二陶瓷增强颗粒的粒径为10μm～100μm。
在其中一个实施例中，所述第一陶瓷增强相选自碳化物、氮化物、氧化物、硅化物及硼化物中的至少一种；所述第二陶瓷增强相选自碳化物、氮化物、氧化物、硅化物及硼化物中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述第一铝基材料预制件和第二铝基材料预制件组装形成制动盘，所述第一铝基材料预制件为所述制动盘的环形盘体，所述第二铝基材料预制件为所述制动盘的摩擦块，若干所述摩擦块沿轴向贯穿所述环形盘体且沿所述环形盘体的周向均匀分布，所述若干摩擦块与所述环形盘体平行的表面分别在所述环形盘体的两侧形成摩擦面。
上述异体分陶瓷增强铝基材料预制件冶金结合方法，通过在第一铝基材料预制件和/或第二铝基材料预制件的待冶金结合表面涂抹浆料后，再组装，加热至合金粉的共晶点温度以上保温一段时间，继续升温烧结即可，加热过程中，浆料中的挥发性溶剂快速挥发，达到共晶点温度后相应合金粉形成足量液相，从而在第一铝基材料预制件和第二铝基材料预制件之间发生扩散，再通过烧结形成有效的冶金结合，提高界面结合强度和致密度。
附图说明
图1一实施方式形成的制动盘结构图；
图2为另一实施方式形成的制动盘结构图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“设置”在另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为与另一个元件相连，它可以是直接连接到另一个元件，或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一实施方式的异体分陶瓷增强铝基材料预制件冶金结合方法，包括以下步骤S110～S130：
S110、提供第一铝基材料预制件和第二铝基材料预制件。
其中，第一铝基材料预制件由第一陶瓷增强相和第一铝合金基体组成。第二铝基材料预制件由第二陶瓷增强相和第二铝合金基体组成。第一铝基材料预制件中第一陶瓷增强相的体积含量≠第二铝基材料预制件中第二陶瓷增强相的体积含量。
在本实施方式中，第一铝基材料预制件中第一陶瓷增强相的体积含量为0～30％，在具备高强度的同时，具有良好的可加工性。第二铝基材料预制件中第二陶瓷增强相的体积含量为30％～70％，具备良好的耐磨性和耐热性。同时，第一铝基材料预制件中的第一陶瓷增强相的体积含量和第二铝基材料预制件中的第二陶瓷增强相的体积含量不同时为30％。
需要说明的是，第一铝基材料预制件中第一陶瓷增强的体积含量以及第二铝基材料预制件中第二陶瓷增强相的体积含量可以根据需要进行设计，不限于以上给出的范围。
进一步的，第一铝合金基体为2XXX系或6XXX系铝合金。第二铝合金基体为2XXX系或6XXX系铝合金。其中，2XXX系铝合金是以铜为主要合金元素铝合金，包括2A16牌号铝合金(该铝合金主要由0.3％的Si、0.3％的Fe、6.0％～7.0％的Cu、0.4％～0.8％的Mn、0.05％的Mg、0.10％的Zn、0.10％～0.20％的Ti、0.20％的Zr和余量的Al组成)、2324牌号铝合金(该铝合金主要由3.8％～4.9％的Cu、0.3％～1.0％的Mn、1.2％～1.8％的Mg、0.10％的Cr、0.50％的Si、0.25％的Zn和余量的Al组成)等；6XXX系铝合金是以镁和硅为主要合金元素并以Mg2Si相为强化相的铝合金，包括6063牌号铝合金(该铝合金主要由0.20％～0.6％的Si、0.35％的Fe、0.10％的Cu、0.10％的Mn、0.45％～0.9％的Mg、0.10％的Cr、0.10％的Zn、0.10％的Ti和余量的Al组成)等。
需要说明的是，第一铝合金基体和第二铝合金基体可以同系也可以不同系。
在本实施方式中，第一陶瓷增强相为第一陶瓷增强颗粒或第一陶瓷增强纤维。当第一陶瓷增强相为第一陶瓷增强颗粒时，第一陶瓷增强颗粒的粒径为10μm～50μm。当第一陶瓷增强相为第一陶瓷增强纤维时，第一陶瓷增强纤维的长径比为5～10，且第一陶瓷增强纤维的直径≤50μm。
第二陶瓷增强相为第二陶瓷增强颗粒，该第二陶瓷增强颗粒的粒径为10μm～100μm。
进一步的，第一陶瓷增强相选自碳化物(如TiC、SiC、B4C等)、氮化物(如Si3N4)、氧化物(如Al2O3)、硅化物(如Ti5Si3)及硼化物(如TiB、TiB2等)中的至少一种。第二陶瓷增强相选自碳化物(如TiC、SiC、B4C等)、氮化物(如Si3N4)、氧化物(如Al2O3)、硅化物(如Ti5Si3)及硼化物(如TiB、TiB2等)中的至少一种。
需要说明的是，第一陶瓷增强相和第二陶瓷增强相可以相同也可以不同。
在本实施方式中，上述第一铝基材料预制件和第二铝基材料预制件由第一铝基材料和第二铝基材料分别预压成形得到。
其中，第一铝基材料预压成形的压力为175MPa～225MPa。第二铝基材料预压成形的压力为275MPa～325MPa。
S120、提供浆料。
其中，浆料由合金粉和挥发性溶剂组成，合金粉由第一铝合金基体的主要合金元素或第二铝合金基体的主要合金元素与铝组成，挥发性溶剂优选后续在烧结过程中快速挥发且不会污染第一铝基材料预制件和第二铝基材料预制件的成分，如乙醇、甲醇、乙醚等。
进一步的，浆料中合金粉与挥发性溶剂的体积比为1:(1～2)。
可以理解，浆料中合金粉与挥发性溶剂的比例不限于以上所述，只要能够保证浆料能够均匀涂抹即可。
进一步的，当第一铝合金基体或第二铝合金基体为2XXX系铝合金时，合金粉为铝铜合金粉；当第一铝合金基体或第二铝合金基体为6XXX系铝合金时，合金粉为铝镁合金粉或铝硅合金粉。
为了获得足量液相，铝铜合金粉由20％～45％质量含量的铜和余量的铝组成；铝镁合金粉由27％～77％质量含量的镁和余量的铝组成；铝硅合金粉由6.7％～56％质量含量的硅和余量的铝组成。
为了进一步提高界面结合强度，在较低温度获得更多的液相，铝铜合金粉优选由33.2％质量含量的铜和余量的铝组成；铝镁合金粉优选由40％～67％质量含量的镁和余量的铝组成；铝硅合金粉优选由11.7％质量含量的硅和余量的铝组成。
S130、将上述第一铝基材料预制件和/或第二铝基材料预制件的待冶金结合表面涂抹浆料后，组装，加热至合金粉的共晶点温度以上保温一段时间，继续升温烧结，即可。
其中，加热至合金粉的共晶点温度以上保温一段时间的步骤具体为：加热至超过合金粉的共晶点温度0～20℃，保温5～15分钟。
例如，铝铜合金粉的共晶点温度为548.2℃，则加热至548.2℃～568.2℃。铝镁合金粉的共晶点温度为437℃或450℃，则加热至437℃～457℃或450℃～470℃。铝硅合金粉的共晶点温度为577℃，则加热至577℃～597℃。
进一步的，烧结在保护性气体氛围(如氮气、氩气等)中进行，烧结的温度为600℃～640℃，烧结的时间为1～2小时。
在继续升温烧结前，加热至合金粉的共晶点温度以上保温一段时间，可使第一铝基材料预制件和第二铝基材料预制件界面结合处的合金粉在烧结前就能形成足量的液相，从而在第一铝基材料预制件和第二铝基材料预制件之间充分扩散，再通过继续升温烧结形成有效的冶金结合，提高界面结合强度和致密度。避免了合金粉在烧结过程中才形成液相，但由于两预制件在烧结过程中收缩造成界面孔隙增加，无法形成有效的冶金结合的问题。
此外，本申请的两预制件在烧结后即可产生有效的冶金结合，整个过程无需加压处理，节省了设备成本。
以下为具体实施例。
实施例1
第一铝基材料预制件：由6063牌号铝合金组成。
第二铝基材料预制件：由30％体积含量的SiC颗粒和余量的2A16牌号铝合金组成，SiC颗粒的粒径为10μm。
浆料：由体积比为1:1的铝铜合金粉和乙醇组成，铝铜合金粉中铜的质量含量为33.2％。
将上述第二铝基材料预制件的待冶金结合表面涂抹浆料后，与第一铝基材料预制件组装在一起，加热至548.2℃，保温10分钟，然后在600℃烧结1小时，制备如图1所示的汽车制动盘，其中第一铝基材料预制件为该制动盘10的环形盘体110，第二铝基材料预制件为该制动盘10的摩擦块120。
经检测，上述制动盘10，环形盘体110和摩擦块120的界面结合强度在320MPa以上。将上述制动盘10进行台架测试，完成并通过T/CAAMTB 09-2018高负载、Jaso C 419-2006扭力破坏两项台架测试，说明该制动盘结构强度和摩擦磨损性能等满足制动盘要求。
实施例2
第一铝基材料预制件：由15％体积含量的Al2O3颗粒和余量的6063牌号铝合金组成，Al2O3颗粒的粒径为20μm。
第二铝基材料预制件：由63％体积含量的SiC颗粒和余量的2A16牌号铝合金组成，SiC颗粒的粒径为30μm。
浆料：由体积比为1:2的铝镁合金粉和乙醇组成，铝镁合金粉中镁的质量含量为35％。
将上述第一铝基材料预制件的待冶金结合表面涂抹浆料后，与第二铝基材料预制件组装在一起，加热至450℃，保温5分钟，然后在640℃烧结2小时，制备如图1所示的汽车制动盘，其中第一铝基材料预制件为该制动盘10的环形盘体110，第二铝基材料预制件为该制动盘10的摩擦块120。
经检测，上述汽车制动盘10，环形盘体110和摩擦块120的界面结合强度在175MPa以上。将上述轻量化汽车制动盘20进行台架测试，完成并通过T/CAAMTB 09-2018高负载、Jaso C 419-2006扭力破坏两项台架测试，说明该制动盘结构强度和摩擦磨损性能等满足制动盘要求。
实施例3
第一铝基材料预制件：由30％体积含量的SiC纤维和余量的6063牌号铝合金组成，其中SiC纤维的长径比为5，且其直径≤50μm。
第二铝基材料预制件：由70％体积含量的的SiC颗粒和余量的2324牌号铝合金组成，其中SiC颗粒的粒径为100μm。
浆料：由体积比为1:1的铝硅合金粉和乙醇组成，铝硅合金粉中硅的质量含量为11.7％。
将上述第一铝基材料预制件的待冶金结合表面涂抹浆料后，与第二铝基材料预制件组装在一起，加热至577℃保温15分钟，然后在600℃烧结1.5小时，制备如图2所示的汽车制动盘，其中第一铝基材料预制件为该制动盘20的实心盘212，第二铝基材料预制件为该制动盘10的摩擦块220，多个实心盘212通过摩擦块220冶金连接形成环形盘体210。
经检测，上述汽车制动盘20，实心盘212和摩擦块220的界面结合强度在200MPa以上。将上述轻量化汽车制动盘20进行台架测试，完成并通过T/CAAMTB 09-2018高负载、JasoC 419-2006扭力破坏两项台架测试，说明该制动盘结构强度和摩擦磨损性能等满足制动盘要求。
实施例4
第一铝基材料预制件：由20％体积含量的Al2O3纤维和余量的6063牌号铝合金组成，其中，Al2O3纤维的长径比为10，且其直径≤50μm。
第二铝基材料预制件：由55％体积含量的Ti5Si3颗粒和余量的6063牌号铝合金组成，其中，Ti5Si3颗粒的粒径为85μm。
浆料：由体积比为1:1的铝硅合金粉和乙醇组成，铝硅合金粉中硅的质量含量为56％。
将上述第一铝基材料预制件的待冶金结合表面涂抹浆料后，与第二铝基材料预制件组装在一起，加热至597℃保温10分钟，然后在620℃烧结1小时，制备如图2所示的汽车制动盘，其中第一铝基材料预制件为该制动盘20的实心盘212，第二铝基材料预制件为该制动盘10的摩擦块220，多个实心盘212通过摩擦块220冶金连接形成环形盘体210。
经检测，上述汽车制动盘20，实心盘212和摩擦块220的界面结合强度在200MPa以上。将上述轻量化汽车制动盘20进行台架测试，完成并通过T/CAAMTB 09-2018高负载、JasoC 419-2006扭力破坏两项台架测试，说明该制动盘结构强度和摩擦磨损性能等满足制动盘要求。
实施例5
第一铝基材料预制件：由6063牌号铝合金组成。
第二铝基材料预制件：由30％体积含量的SiC颗粒和余量的2A16牌号铝合金组成，SiC颗粒的粒径为10μm。
浆料：由体积比为1:1的铝铜合金粉和乙醇组成，铝铜合金粉中铜的质量含量为20％。
将上述第二铝基材料预制件的待冶金结合表面涂抹浆料后，与第一铝基材料预制件组装在一起，加热至550℃，保温10分钟，然后在610℃烧结1小时，制备如图1所示的汽车制动盘，其中第一铝基材料预制件为该制动盘10的环形盘体110，第二铝基材料预制件为该制动盘10的摩擦块120。
经检测，上述制动盘10，环形盘体110和摩擦块120的界面结合强度在320MPa以上。将上述制动盘10进行台架测试，完成并通过T/CAAMTB 09-2018高负载、Jaso C 419-2006扭力破坏两项台架测试，说明该制动盘结构强度和摩擦磨损性能等满足制动盘要求。
实施例6
第一铝基材料预制件：由6063牌号铝合金组成。
第二铝基材料预制件：由30％体积含量的SiC颗粒和余量的2A16牌号铝合金组成，SiC颗粒的粒径为10μm。
浆料：由体积比为1:1的铝铜合金粉和乙醇组成，铝铜合金粉中铜的质量含量为45％。
将上述第二铝基材料预制件的待冶金结合表面涂抹浆料后，与第一铝基材料预制件组装在一起，加热至568.2℃，保温10分钟，然后在600℃烧结1小时，制备如图1所示的汽车制动盘，其中第一铝基材料预制件为该制动盘10的环形盘体110，第二铝基材料预制件为该制动盘10的摩擦块120。
经检测，上述制动盘10，环形盘体110和摩擦块120的界面结合强度在320MPa以上。将上述制动盘10进行台架测试，完成并通过T/CAAMTB 09-2018高负载、Jaso C 419-2006扭力破坏两项台架测试，说明该制动盘结构强度和摩擦磨损性能等满足制动盘要求。
实施例7
第一铝基材料预制件：由15％体积含量的Al2O3颗粒和余量的6063牌号铝合金组成，Al2O3颗粒的粒径为20μm。
第二铝基材料预制件：由63％体积含量的SiC颗粒和余量的2A16牌号铝合金组成，SiC颗粒的粒径为30μm。
浆料：由体积比为1:2的铝镁合金粉和乙醇组成，铝镁合金粉中镁的质量含量为77％。
将上述第一铝基材料预制件的待冶金结合表面涂抹浆料后，与第二铝基材料预制件组装在一起，加热至437℃，保温5分钟，然后在640℃烧结2小时，制备如图1所示的汽车制动盘，其中第一铝基材料预制件为该制动盘10的环形盘体110，第二铝基材料预制件为该制动盘10的摩擦块120。
经检测，上述汽车制动盘10，环形盘体110和摩擦块120的界面结合强度在175MPa以上。将上述轻量化汽车制动盘20进行台架测试，完成并通过T/CAAMTB 09-2018高负载、Jaso C 419-2006扭力破坏两项台架测试，说明该制动盘结构强度和摩擦磨损性能等满足制动盘要求。
实施例8
第一铝基材料预制件：由15％体积含量的Al2O3颗粒和余量的6063牌号铝合金组成，Al2O3颗粒的粒径为20μm。
第二铝基材料预制件：由63％体积含量的SiC颗粒和余量的2A16牌号铝合金组成，SiC颗粒的粒径为30μm。
浆料：由体积比为1:2的铝镁合金粉和乙醇组成，铝镁合金粉中镁的质量含量为27％。
将上述第一铝基材料预制件的待冶金结合表面涂抹浆料后，与第二铝基材料预制件组装在一起，加热至470℃，保温5分钟，然后在640℃烧结2小时，制备如图1所示的汽车制动盘，其中第一铝基材料预制件为该制动盘10的环形盘体110，第二铝基材料预制件为该制动盘10的摩擦块120。
经检测，上述汽车制动盘10，环形盘体110和摩擦块120的界面结合强度在175MPa以上。将上述轻量化汽车制动盘20进行台架测试，完成并通过T/CAAMTB 09-2018高负载、Jaso C 419-2006扭力破坏两项台架测试，说明该制动盘结构强度和摩擦磨损性能等满足制动盘要求。
实施例9
第一铝基材料预制件：由20％体积含量的Al2O3纤维和余量的6063牌号铝合金组成，其中，Al2O3纤维的长径比为10，且其直径≤50μm。
第二铝基材料预制件：由55％体积含量的Ti5Si3颗粒和余量的6063牌号铝合金组成，其中，Ti5Si3颗粒的粒径为85μm。
浆料：由体积比为1:1的铝硅合金粉和乙醇组成，铝硅合金粉中硅的质量含量为6.7％。
将上述第一铝基材料预制件的待冶金结合表面涂抹浆料后，与第二铝基材料预制件组装在一起，加热至577℃保温10分钟，然后在620℃烧结1小时，制备如图2所示的汽车制动盘，其中第一铝基材料预制件为该制动盘20的实心盘212，第二铝基材料预制件为该制动盘10的摩擦块220，多个实心盘212通过摩擦块220冶金连接形成环形盘体210。
经检测，上述汽车制动盘20，实心盘212和摩擦块220的界面结合强度在200MPa以上。将上述轻量化汽车制动盘20进行台架测试，完成并通过T/CAAMTB 09-2018高负载、JasoC 419-2006扭力破坏两项台架测试，说明该制动盘结构强度和摩擦磨损性能等满足制动盘要求。
对比例1
对比例1与实施例1基本相同，不同的是，对比例1在组装前第一铝基材料预制件和第二铝基材料预制件的待冶金结合表面均未涂抹浆料。
结果发现烧结时，第一铝基材料预制件和第二材料预制件无法烧结在一起，两者之间存在明显的裂缝。
对比例2
对比例2与实施例1基本相同，不同的是，对比例2中浆料的组成为：由体积比为1:1的铝铜合金粉和乙醇组成，铝铜合金粉中铜的质量含量为10％。
结果发现，在550℃才开始产生非常少的液相，继续升高温度，液相含量虽有所增加，但均低于设计范围，两块材料间的连接效果不理想，无法形成有效的冶金结合。
对比例3
对比例3与实施例1基本相同，不同的是，对比例3中浆料的组成为：由体积比为1:1的铝铜合金粉和乙醇组成，铝铜合金粉中铜的质量含量为50％。
结果发现，在550℃才开始产生非常少的液相，继续升高温度，液相含量虽有所增加，但均低于设计范围，两块材料间的连接效果不理想，无法形成有效的冶金结合。
对比例4
对比例4与实施例2基本相同，不同的是，对比例4中浆料的组成为：由体积比为1:2的铝镁合金粉和乙醇组成，铝镁合金粉中镁的质量含量为85％。
结果发现，在437℃就可以产生少量液相，继续升高温度，液相含量虽有所增加，但均低于设计范围，两块材料间的连接效果不理想，无法形成有效的冶金结合。
对比例5
对比例5与实施例2基本相同，不同的是，对比例5中浆料的组成为：由体积比为1:2的铝镁合金粉和乙醇组成，铝镁合金粉中镁的质量含量为20％。
结果发现，在437℃就可以产生少量液相，继续升高温度，液相含量虽有所增加，但均低于设计范围，两块材料间的连接效果不理想，无法形成有效的冶金结合。
对比例6
对比例6与实施例3基本相同，不同的是，对比例6中浆料的组成为：由体积比为1:1的铝硅合金粉和乙醇组成，铝硅合金粉中硅的质量含量为3％。
结果发现，在577℃就可以产生少量液相，继续升高温度，液相含量虽有所增加，但均低于设计范围，两块材料间的连接效果不理想，无法形成有效的冶金结合。
对比例7
对比例7与实施例3基本相同，不同的是，对比例7中浆料的组成为：由体积比为1:1的铝硅合金粉和乙醇组成，铝硅合金粉中硅的质量含量为80％。
结果发现，在577℃就可以产生少量液相，继续升高温度，液相含量虽有所增加，但均低于设计范围，两块材料间的连接效果不理想，无法形成有效的冶金结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种异体分陶瓷增强铝基材料预制件冶金结合方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供第一铝基材料预制件和第二铝基材料预制件，所述第一铝基材料预制件由第一陶瓷增强相和第一铝合金基体组成，所述第二铝基材料预制件由第二陶瓷增强相和第二铝合金基体组成，所述第一铝基材料预制件中第一陶瓷增强相的体积含量≠所述第二铝基材料预制件中第二陶瓷增强相的体积含量；
提供浆料，所述浆料由合金粉和挥发性溶剂组成，所述合金粉由第一铝合金基体的主要合金元素或第二铝合金基体的主要合金元素与铝组成；
在所述第一铝基材料预制件和/或第二铝基材料预制件的待冶金结合表面涂抹浆料后，组装，加热至所述合金粉的共晶点温度以上保温一段时间，继续升温烧结，即可。
2.根据权利要求1所述的异体分陶瓷增强铝基材料预制件冶金结合方法，其特征在于，所述浆料中合金粉与挥发性溶剂的体积比为1:(1～2)。
3.根据权利要求1所述的异体分陶瓷增强铝基材料预制件冶金结合方法，其特征在于，所述第一铝基材料预制件中第一陶瓷增强相的体积含量为0～30％，所述第二铝基材料预制件中第二陶瓷增强相的体积含量为30％～70％。
4.根据权利要求1所述的异体分陶瓷增强铝基材料预制件冶金结合方法，其特征在于，所述第一铝合金基体为2XXX系或6XXX系铝合金，所述第二铝合金基体为2XXX系或6XXX系铝合金。
5.根据权利要求4所述的异体分陶瓷增强铝基材料预制件冶金结合方法，其特征在于，当所述第一铝合金基体或第二铝合金基体为2XXX系铝合金时，所述合金粉为铝铜合金粉；当所述第一铝合金基体或第二铝合金基体为6XXX系铝合金时，所述合金粉为铝镁合金粉或铝硅合金粉。
6.根据权利要求5所述的异体分陶瓷增强铝基材料预制件冶金结合方法，其特征在于，所述铝铜合金粉由20％～45％质量含量的铜和余量的铝组成；所述铝镁合金粉由27％～77％质量含量的镁和余量的铝组成；所述铝硅合金粉由6.7％～56％质量含量的硅和余量的铝组成。
7.根据权利要求1所述的异体分陶瓷增强铝基材料预制件冶金结合方法，其特征在于，所述加热至所述合金粉的共晶点温度以上保温一段时间的步骤具体为：加热至超过所述合金粉的共晶点温度0～20℃，保温5～15分钟。
8.根据权利要求1所述的异体分陶瓷增强铝基材料预制件冶金结合方法，其特征在于，所述烧结在保护性气体氛围中进行，所述烧结的温度为600℃～640℃，烧结的时间为1～2小时。
9.根据权利要求1所述的异体分陶瓷增强铝基材料预制件冶金结合方法，其特征在于，所述第一陶瓷增强相为第一陶瓷增强颗粒或第一陶瓷增强纤维；所述第一陶瓷增强颗粒的粒径为10μm～50μm；所述第一陶瓷增强纤维的长径比为5～10，且所述第一陶瓷增强纤维的直径≤50μm。
10.根据权利要求1所述的异体分陶瓷增强铝基材料预制件冶金结合方法，其特征在于，所述第二陶瓷增强相为第二陶瓷增强颗粒；所述第二陶瓷增强颗粒的粒径为10μm～100μm。
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