一种铝基复合材料及其粉末冶金制备方法
【专利摘要】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。
【专利说明】一种铝基复合材料及其粉末冶金制备方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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】
[0003] 解决的技术问题：
[0004] 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。
[0005] 技术方案：
[0006] -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、钥 粉1-7份、锌粉2-8份、碳化硅颗粒1-9份、铝粉25-65份。
[0007] 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、钥粉2-5份、锌粉3-7份、碳化硅颗粒2-7份、铝粉35-55份。
[0008] 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、钥粉200-300目、锌粉150-300目、碳化硅颗粒150-200目、铝粉200-400目。
[0009] -种铝基复合材料的粉末冶金制备方法，包含以下步骤：
[0010] (1)将铜粉、铁粉、钥粉、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；
[0011] (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°C、760°C、93(rC，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；
[0012] ⑶最后，随炉缓慢降温即可获得铝基复合材料；
[0013] 作为本发明的一种优选技术方案，步骤（1)中用压力为〇· 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；
[0014] 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。
[0015] 有益效果
[0016] 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】
[0017] 实施例1 :
[0018] 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、钥粉1 份、锌粉2份、碳化硅颗粒1份、铝粉25份。
[0019] 所述材料的各粉末粒径如下：铜粉250目、铁粉150目、钥粉200目、锌粉150目、 碳化硅颗粒150目、铝粉200目。
[0020] 一种铝基复合材料的粉末冶金制备方法，包含以下步骤：
[0021] (1)将铜粉、铁粉、钥粉、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；
[0022] (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°C、760°C、93(rC，每阶段烧结时间为1 小时，烧结完成后进行再次压力成型；
[0023] (3)最后，随炉缓慢降温即可获得铝基复合材料。
[0024] 实施例2 :
[0025] -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、钥粉2 份、锌粉4份、碳化硅颗粒3份、铝粉40份。
[0026] 所述材料的各粉末粒径如下：铜粉300目、铁粉150目、钥粉250目、锌粉200目、 碳化硅颗粒150目、铝粉250目。
[0027] -种铝基复合材料的粉末冶金制备方法，包含以下步骤：
[0028] (1)将铜粉、铁粉、钥粉、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；
[0029] (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°C、760°C、93(rC，每阶段烧结时间为2 小时，烧结完成后进行再次压力成型；
[0030] (3)最后，随炉缓慢降温即可获得铝基复合材料。
[0031] 实施例3:
[0032] -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、钥粉5 份、锌粉6份、碳化硅颗粒6份、铝粉55份。
[0033] 所述材料的各粉末粒径如下：铜粉350目、铁粉150目、钥粉250目、锌粉200目、 碳化硅颗粒150目、铝粉300目。
[0034] 一种铝基复合材料的粉末冶金制备方法，包含以下步骤：
[0035] (1)将铜粉、铁粉、钥粉、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；
[0036] (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°C、760°C、93(rC，每阶段烧结时间为3 小时，烧结完成后进行再次压力成型；
[0037] (3)最后，随炉缓慢降温即可获得铝基复合材料。
[0038] 实施例4 :
[0039] -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、钥粉7 份、锌粉8份、碳化硅颗粒9份、铝粉65份。
[0040] 所述材料的各粉末粒径如下：铜粉350目、铁粉200目、钥粉300目、锌粉300目、 碳化硅颗粒200目、铝粉400目。
[0041] 一种铝基复合材料的粉末冶金制备方法，包含以下步骤：
[0042] (1)将铜粉、铁粉、钥粉、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 均勻混合；
[0043] (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°C、760°C、93(rC，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；
[0044] (3)最后，随炉缓慢降温即可获得铝基复合材料。
[0045] h沭实施例1-4制各得到的铝某复合材料,物理件能测试结果如下：
【权利要求】
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、钥粉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、钥粉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、钥粉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、钥粉、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°C、760°C、93(rC，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) 中用压力为〇. 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。
【文档编号】C22C21/00GK104388759SQ201410577670
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】刘莉, 王爽, 邱晶, 刘晓东, 黄明明 申请人:苏州莱特复合材料有限公司