一种制备Al₂O₃-TiC铝基复合材料的工艺方法

专利名称：一种制备Al₂O₃-TiC铝基复合材料的工艺方法
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°C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。


附图为制备Al2O3-TiC铝基复合材料的工艺流程图
具体实施例方式首先将40 μ m的Al粉、35 μ HiTiO2粉和80 μ m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°C下烘干，经过400目的筛子过滤 后，压制成直径40mmX厚度15mm的预制块。当熔化炉温度为840°C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。
权利要求
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( 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:A1粉、T^2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°C，铝锭熔化温度840°C，反应时间5分钟，浇注温度750°C。
全文摘要
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。
文档编号C22C21/00GK102080173SQ20091007326
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者胡明 申请人:胡明