一种混合颗粒增强型铝基复合材料的挤压铸造方法技术

本发明专利技术涉及一种混合颗粒增强型铝基复合材料的挤压铸造方法，是针对铝基复合材料存在抗拉强度及硬度低的问题，以铝合金为基体材料，以铝铜铁铍准晶、碳酸锆为增强剂，以铝钪中间合金为变质剂，经在真空熔炼炉熔炼、机械搅拌、氩气底吹保护、挤压和热处理，制成混合颗粒增强型铝基复合材料，此制备方法工艺先进、工序严密、数据精确翔实，大幅度提高了铝基复合材料的力学性能，抗拉强度达409MPa，硬度达150.2HV，伸长率达4.7％，是先进的混合颗粒增强型铝基复合材料的挤压铸造方法。

Squeeze casting method for aluminum matrix composite reinforced with mixed particles

The invention relates to a squeeze casting method of aluminum matrix composites with a mixture of particle reinforced aluminum matrix composites is the existence of tensile strength and low hardness of the problem, to Aluminum Alloy as matrix material, in Al Cu Fe quasicrystal beryllium, zirconium carbonate as reinforcing agent with aluminium scandium alloy as modifier in vacuum smelting furnace smelting, mechanical stirring, argon bottom blowing, extrusion and heat treatment, reinforced aluminum matrix composites made of mixed particles, the preparation method of advanced technology, strict procedure, detailed and accurate data, greatly improve the aluminum based composite material mechanical properties, the tensile strength of 409MPa, hardness 150.2HV, elongation 4.7% is the squeeze casting method of aluminum matrix composites reinforced with advanced hybrid particles.

【技术实现步骤摘要】
一种混合颗粒增强型铝基复合材料的挤压铸造方法
本专利技术涉及一种混合颗粒增强型铝基复合材料的挤压铸造方法，属金属基复合材料制备的

技术介绍
铝硅合金具有良好的铸造性能，耐腐蚀性能好，膨胀系数低,是铸造铝合金中品种较多、用途较广的合金，已广泛应用于航空航天、船舶和汽车等领域。颗粒增强铝基复合材料是一种有效提高铝合金性能的方法，目前陶瓷增强铝基复合材料备受关注，当陶瓷颗粒加入铝基体时存在颗粒团聚、颗粒与铝基体不润湿、颗粒与铝基体热膨胀失配等现象，严重限制了铝基复合材料的应用。准晶具有硬度高、耐磨、耐蚀、抗氧化和摩擦系数低的性能，常被用作复合材料的增强相，但随着科技的发展，准晶增强铝基复合材料的性能已不能满足产品所需，目前，混合颗粒协同增强铝基复合材料还处于研究阶段。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术的目的是针对
技术介绍
的情况，以铝合金为基体材料，以碳酸锆和铝铜铁铍准晶为增强剂，经真空熔炼、氩气底吹、机械搅拌、挤压成型，制成混合颗粒增强型铝基复合材料，以提高铝基复合材料的力学性能。技术方案本专利技术使用的化学物质材料为：铝合金、铝铜铁铍准晶、铝钪中间合金、碳酸锆、氧化锌、滑石粉、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合颗粒增强型铝基复合材料的挤压铸造方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：铝合金、铝铜铁铍准晶、铝钪中间合金、碳酸锆、氧化锌、滑石粉、水玻璃、铝粉、铝箔、无水乙醇、去离子水、氩气，其组合准备用量如下：以克、毫升、厘米

【技术特征摘要】
1.一种混合颗粒增强型铝基复合材料的挤压铸造方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：铝合金、铝铜铁铍准晶、铝钪中间合金、碳酸锆、氧化锌、滑石粉、水玻璃、铝粉、铝箔、无水乙醇、去离子水、氩气，其组合准备用量如下：以克、毫升、厘米3为计量单位制备方法如下：(1)制备开合式挤压铸造模具开合式挤压铸造模具用热作模具钢制造，模具型腔呈矩形，型腔尺寸为200mm×160mm×90mm，型腔表面粗糙度为Ra0.08-0.16μm；(2)配置涂覆剂①称取氧化锌60g±1g、滑石粉40g±1g，量取水玻璃20mL±1mL、去离子水250mL±1mL，加入混浆机中，进行搅拌，搅拌转速65r/min，搅拌时间90min，搅拌后成粘稠状液体，即涂覆剂；(3)预处理铝铜铁铍准晶①球磨，称取铝铜铁铍准晶300g±1g、铝粉50g±1g，量取无水乙醇20mL±1mL，置于行星式球磨机的球磨罐中，进行球磨，球磨转速为300r/min，球磨时间50min，球磨后成混合粉；②真空干燥，将球磨后的混合粉置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度300℃，真空度2Pa，干燥时间2h，干燥后得铝粉和铝铜铁铍准晶的混合细粉；③将干燥后的混合细粉置于热压模具内，在压力机上压制成块，压力机压力为380MPa，压制成长条状块体，即铝铜铁铍准晶预制件；④将铝铜铁铍准晶预制件用铝箔包覆，并置于干燥箱中，预热温度200℃，干燥时间1h；(5)预热碳酸锆、铝钪中间合金和开合式挤压铸造模具①称取碳酸锆330g±1g、铝钪中间合金90g±1g，分别用铝箔包覆，并置于真空干燥箱中，预热温度250℃，真空度2Pa，干燥时间1h；②预热开合式挤压铸造模具，将配置的涂覆剂均匀涂覆在模具型腔表面，然后将开合式挤压铸造模具置于加热炉中，开启电加热器，预热温度220℃，预热时间1h；(6)熔炼混合颗粒增强型铝基复合材料混合颗粒增强型铝基复合材料的熔炼是在真空熔炼炉内进行的，是在中频感应加热、抽真空、氩气底吹和机械搅拌过程中完成的；①打开真空熔炼炉，清理熔炼坩埚内部，使坩埚内部洁净；②称取铝合金3000g±1g、铝钪中间合金90g±1g，置于熔炼坩埚底部，关闭中频感应熔炼炉，并密闭；③开启真空泵，抽取炉内空气，使炉内压强达到2Pa；开启中频感应加热器，开始加热；当加热温度为550℃±2℃时，在坩埚底部通过氩气底吹管向坩埚内输入氩气，氩气底吹流量为200cm3/min，调整炉内压强，使炉内压强恒定在1个大气压；当熔体温度为605℃±2℃时，熔体处于半固态状态，在此阶段保温10min，并开启机械搅拌器，利用机械搅拌的方法，打碎枝晶组织，搅拌转速为100r/min；④停止机械搅拌，继续加热，当熔体温度为850℃±2℃时，将铝箔包覆的碳酸锆通过加料管加入铝合金熔体中，继续进行机械搅拌熔炼10min，搅拌转速80r/min，使碳酸锆与铝熔液混合，从而...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯华，田晋忠，文志勤，邓世杰，赵宇宏，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西,14