一种颗粒增强高铝锌基复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种颗粒增强高铝锌基复合材料的制备方法，本发明专利技术是将碳化硅及金刚石混合粉末颗粒，氟钛酸钾，将上述两种粉料混合均匀。将炉中铝熔化，升温至800℃‑1200℃后将混合粉状原料加入炉中充分搅动熔液保温后，对熔液扒渣后，加入Zn5％‑60％，Cu1.2‑2.5％，Mg0.05‑3％，Mn0.3％‑0.6％,Ni0.5％‑3％,Cr0.3％‑0.5％,Zr0.3％‑0.5％充分搅动熔液后的熔液浇铸成各种产品。发明专利技术在向颗粒增强锌基复合材料合金的基础上,通过优化合金成分,细化合金组织,显著提高合金力学性能和耐磨性,提供一种综合性能优良，能有效地改善其高温力学和耐磨性能，是一种很有潜质的耐磨材料。

Preparation method of particle reinforced high aluminum zinc matrix composites

The invention discloses a preparation method of particle reinforced high alumina zinc matrix composite material, in which the silicon carbide and diamond powder particles and potassium fluorotitanate are mixed evenly. After melting aluminium in the furnace and adding mixed powdered raw materials into the furnace to stir the melt sufficiently to keep it warm, the slag is removed from the melt by adding Zn 5%60%, Cu 1.2_2.5%, Mg 0.05_3%, Mn 0.3%0.6%, Ni 0.5%3%, Cr0.3%0.5%, Zr 0.5% to stir the melt sufficiently to form the melt. Various products. On the basis of particle reinforced zinc matrix composite alloy, by optimizing the alloy composition, refining the alloy structure, remarkably improving the mechanical properties and wear resistance of the alloy, the invention provides an excellent comprehensive performance, which can effectively improve its high temperature mechanics and wear resistance, and is a kind of wear resistant material with great potential.

【技术实现步骤摘要】
一种颗粒增强高铝锌基复合材料的制备方法
本专利技术属于铝锌基复合材料领域，具体是一种颗粒增强高铝锌基复合材料的制备方法。
技术介绍
获得足够的异颗粒增强铝基复合材料，由于具有密度低、铸造性能优异、耐磨性、高比强度、良好的导热、导电性能、热膨胀系数小、等一系列优异性能,具有潜在的应用前景和广阔的市场，颗粒增强的金属基复合材料,相比较纤维增强金属基复合材料具有成本低廉，各向异性小，容易合成。经过检索发现，专利号CN201710831374.1的专利技术公开了一种碳化硅增强高铝锌基复合材料的制备方法，主要步骤为：首先对碳化硅粉体进行预处理，再对碳化硅化学镀铜形成SiCp-Cu粉体，然后熔炼浇注形成碳化硅增强高铝锌基复合材料的初品，再次对初品进行重熔除气、精炼除杂浇注成型。最终得到的碳化硅增强高铝锌基复合材料，增强相SiCp-Cu在基体中均匀分布，降低了氧化夹杂含量，显著提高了拉伸和耐磨性能。专利号201510965319.2的专利技术公开了一种碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法，涉及铝基复合材料领域。本专利技术的操作方法是将碳化硅粉及颗粒，氟钛酸钾，或氟锆酸钾、或氟硼酸钾、或氟硅酸钾、或者氟钽酸钾将上述两种或几种粉料混合均匀。将炉中铝熔化，升温至660℃-1500℃后将混合粉状原料加入炉中充分搅动熔液保温后，对熔液扒渣后，充分搅动熔液后的熔液浇铸成各种产品。专利号201610233708.0的专利技术公开了一种铝基复合材料的制备方法，涉及铝基复合材料领域。本专利技术的操作方法是将金刚石或金刚石与碳化硅混合粉末颗粒，氟钛酸钾，或氟锆酸钾、或氟硼酸钾、或氟硅酸钾、或者氟钽酸钾，将上述两种或几种粉料混合均匀。将炉中铝熔化，升温至660℃-1500℃后将混合粉状原料加入炉中充分搅动熔液保温后，对熔液扒渣后，充分搅动熔液后的熔液浇铸成各种产品。然而，在制备含有SiC颗粒及金刚石颗粒增强复合材料时,由于SiC颗粒及金刚石颗粒与铝锌合金之间的润湿性很差,制备的工艺要求较高，目前主要有粉末冶金法、喷射沉积法、搅拌铸造法和挤压铸造法。现有工艺制备方法虽然已经成功制造了复合材料，但很难用于工业化生产，对现有工艺的进一步完善和新工艺的开发成为下一步研究工作的主要任务，因此在生产中迫切需要专利技术一种在一定程度上改善SiC颗粒及金刚石颗粒铝锌与Al润湿性有效方法,本专利技术用氟盐法盐与碳化硅颗粒进行化学反应制备铝基复合材料，促进SiC颗粒及金刚石颗粒的渗透,改善了Al熔体对SiC颗粒及金刚石颗粒的浸润性差问题，能有效地改善其高温力学和耐磨性能能耗低,工艺简单方便操作成本低，现有颗粒增强纯铝基复合材料力学性能比较差，向颗粒增强锌基复合材料加入颗粒增强高铝锌基复合材料，能有效地改善其高温力学和耐磨性能，是一种很有潜质的耐磨材料，可以工业化生产。
技术实现思路
因此，为了解决上述不足，本专利技术在此提供一种颗粒增强高铝锌基复合材料的制备方法，本专利技术在现有技术合成产物中促进SiC、金刚石颗粒的渗透,改善了Al熔体对SiC、金刚石颗粒的浸润性很差等技术问题。锌基复合材料由于其熔点较低，作为一种减摩材料，工作时局部会高温，使其耐磨性能下降；其变形密排六方的原子排列方式导致塑性较差，现有颗粒增强纯铝基复合材料力学性能比较差，向颗粒增强锌基复合材料合金的基础上,通过优化合金成分,细化合金组织,显著提高合金力学性能和耐磨性,提供一种综合性能优良，能有效地改善其高温力学和耐磨性能，是一种很有潜质的耐磨材料。本专利技术是这样实现的，构造一种颗粒增强高铝锌基复合材料的制备方法，包括如下步骤；(1)首先按质量百分比准备材料：质量占比5％-40％的碳化硅粉及颗粒，或者金刚石粉与碳化硅混合粉及颗粒，质量占比10％-90％的氟钛酸钾，Zn5％-60％，Cu1.2-2.5％，Mg0.05-3％，Mn0.3％-0.6％,Ni0.5％-3％,Cr0.3％-0.5％,Zr0.3％-0.5％,Al余量；(2)在熔化炉中将纯铝或铝合金熔化，升温至800℃～1200℃后将碳化硅粉或者金刚石粉与氟钛酸钾混合粉状原料加入炉中充分搅动熔液保温5-30min后，对熔液进行扒渣，然后加入Zn，Cu，Mg，Mn,Ni,Cr,Zr,用氮气，氩气进行处理5－15分钟，浇铸成各种产品。作为上述技术方案的改进，所述的一种颗粒增强高铝基复合材料的制备方法，其特征在于：碳化硅粉的颗粒度及金刚石粉颗粒度50μm-10μm。作为上述技术方案的改进，所述的一种颗粒增强高铝基复合材料的制备方法，其特征在于：在熔化炉中将纯铝或铝合金熔化，升温至850℃后将碳化硅粉或者金刚石粉与氟钛酸钾混合粉状原料加入炉中充分搅动。作为上述技术方案的改进，所述的一种颗粒增强高铝基复合材料的制备方法，其特征在于：碳化硅粉或者金刚石粉与氟钛酸钾混合粉状原料加入炉中充分搅动熔液保温10min后，对熔液进行扒渣。一种颗粒增强高铝锌基复合材料的制备方法，包括如下步骤；(1)首先按质量百分比准备材料：质量占比5％-40％的碳化硅粉及颗粒，或者金刚石粉与碳化硅混合粉及颗粒，质量占比10％-90％的氟钛酸钾，Al20％-60％，Cu1.0-2.5％，Mg0.05-3％，Mn0.3％-0.6％,Ni0.5％-3％,Cr0.3％-0.5％,Zr0.3％-0.5％,Zn余量；(2)在熔化炉中将纯铝或铝合金熔化，升温至800℃～1200℃后将碳化硅粉或者金刚石粉与氟钛酸钾混合粉状原料加入炉中充分搅动熔液保温5-30min后，对熔液进行扒渣，然后加入Zn，Cu，Mg，Mn,Ni,Cr,Zr,用氮气，氩气进行处理5－15分钟，浇铸成各种产品。作为上述技术方案的改进，所述的一种颗粒增强高铝基复合材料的制备方法，其特征在于：碳化硅粉的颗粒度及金刚石粉颗粒度50μm-10μm。作为上述技术方案的改进，所述的一种颗粒增强高铝基复合材料的制备方法，其特征在于：在熔化炉中将纯铝或铝合金熔化，升温至850℃后将碳化硅粉或者金刚石粉与氟钛酸钾混合粉状原料加入炉中充分搅动。作为上述技术方案的改进，所述的一种颗粒增强高铝基复合材料的制备方法，其特征在于：碳化硅粉或者金刚石粉与氟钛酸钾混合粉状原料加入炉中充分搅动熔液保温10min后，对熔液进行扒渣。本专利技术具有如下优点：本专利技术通过改进提供一种颗粒增强高铝锌基复合材料的制备方法，本专利技术的操作方法是将碳化硅及金刚石混合粉末颗粒，氟钛酸钾，将上述两种粉料混合均匀。将炉中铝熔化，升温至800℃-1200℃后将混合粉状原料加入炉中充分搅动熔液保温后，对熔液扒渣后，加入Zn5％-60％，Cu1.2-2.5％，Mg0.05-3％，Mn0.3％-0.6％,Ni0.5％-3％,Cr0.3％-0.5％,Zr0.3％-0.5％充分搅动熔液后的熔液浇铸成各种产品。本专利技术在现有技术合成产物中促进SiC、金刚石颗粒的渗透,改善了Al熔体对SiC、金刚石颗粒的浸润性很差等技术问题。锌基复合材料由于其熔点较低，作为一种减摩材料，工作时局部会高温，使其耐磨性能下降；其变形密排六方的原子排列方式导致塑性较差，现有颗粒增强纯铝基复合材料力学性能比较差，向颗粒增强锌基复合材料合金的基础上,通过优化合金成分,细化合金组织,显著提高合金力学性能和耐磨性,提供一种综合性能优良，能有效地改善其高温力学本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种颗粒增强高铝锌基复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤；(1)首先按质量百分比准备材料：质量占比5％‑40％的碳化硅粉及颗粒，或者金刚石粉与碳化硅混合粉及颗粒，质量占比10％‑90％的氟钛酸钾，Zn5％‑60％，Cu1.2‑2.5％，Mg0.05‑3％，Mn0.3％‑0.6％,Ni0.5％‑3％,Cr0.3％‑0.5％,Zr0.3％‑0.5％,Al余量；(2)在熔化炉中将纯铝或铝合金熔化，升温至800℃～1200℃后将碳化硅粉或者金刚石粉与氟钛酸钾混合粉状原料加入炉中充分搅动熔液保温5‑30min后，对熔液进行扒渣，然后加入Zn，Cu，Mg，Mn,Ni,Cr,Zr,用氮气，氩气进行处理5－15分钟，浇铸成各种产品。

【技术特征摘要】
1.一种颗粒增强高铝锌基复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤；(1)首先按质量百分比准备材料：质量占比5％-40％的碳化硅粉及颗粒，或者金刚石粉与碳化硅混合粉及颗粒，质量占比10％-90％的氟钛酸钾，Zn5％-60％，Cu1.2-2.5％，Mg0.05-3％，Mn0.3％-0.6％,Ni0.5％-3％,Cr0.3％-0.5％,Zr0.3％-0.5％,Al余量；(2)在熔化炉中将纯铝或铝合金熔化，升温至800℃～1200℃后将碳化硅粉或者金刚石粉与氟钛酸钾混合粉状原料加入炉中充分搅动熔液保温5-30min后，对熔液进行扒渣，然后加入Zn，Cu，Mg，Mn,Ni,Cr,Zr,用氮气，氩气进行处理5－15分钟，浇铸成各种产品。2.根据权利要求1所述的一种颗粒增强高铝基复合材料的制备方法，其特征在于：碳化硅粉的颗粒度及金刚石粉颗粒度50μm-10μm。3.根据权利要求1所述的一种颗粒增强高铝基复合材料的制备方法，其特征在于：在熔化炉中将纯铝或铝合金熔化，升温至850℃后将碳化硅粉或者金刚石粉与氟钛酸钾混合粉状原料加入炉中充分搅动。4.根据权利要求1所述的一种颗粒增强高铝基复合材料的制备方法，其特征在于：碳化硅粉或者金刚石粉与氟钛酸钾混合粉状原料加入炉中充分搅动熔液保温10min后，对熔液进行扒渣。...

【专利技术属性】
技术研发人员：周凡，
申请(专利权)人：周凡，
类型：发明
国别省市：新疆,65