一种原位纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及铝基复合材料制备技术领域，特指一种原位(Al2O3+ZrB2)纳米颗粒增强AA6016基复合材料的制备方法。本发明专利技术结合旋转磁场/超声场调控技术，采用增强颗粒中间合金重熔、稀释制备复合材料。由于熔体反应被限制在中间合金制备阶段，重熔、稀释制备复合材料具有净化熔体的作用，制得的复合材料的缺陷少，避免了复合材料中的合金元素由于熔体反应造成的严重烧损；稀释过程可以促使增强颗粒中间合金中残留的反应物完全反应，解决熔体直接反应法带来的反应物反应不充分的问题；团聚的颗粒在稀释过程中易于发生裂解，有利于颗粒在熔体中均匀分布。

Preparation of in-situ nanoparticle reinforced aluminium matrix composites

【技术实现步骤摘要】
一种原位纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法
本专利技术涉及铝基复合材料制备
，特指一种原位(Al2O3+ZrB2)纳米颗粒增强AA6016基复合材料的制备方法。
技术介绍
国际上，随着能源环境问题凸显，在轨道交通、节能汽车等领域，越来越多的生产商开始采用铝制构件代替部分铁制、钢制构件，其中AA6016铝合金被欧洲生产商广泛应用。铝制构件相对于铁制、钢制钢构件虽然具有比强度高、节能环保等优点，但是它的刚度和抗碰撞性能不如铁制、钢制构件，限制了铝合金的广泛应用。为了解决这个问题，急需开发一种比强度高、抗碰撞性能好、成形性能优异的新材料。原位颗粒增强铝基复合材料具有颗粒与基体的润湿性好、界面结合强度高，比模量高，抗碰撞性能好等特点，成为解决铝制构件性能不足的有效方法。原位合成的增强颗粒的尺寸主要包括纳米尺度和微米尺度。与微米尺度的增强颗粒相比，纳米尺度的增强颗粒不仅可以显著提高复合材料的强度，还可以保留基体的韧性。因此，把原位纳米颗粒引入铝合金基体中，不仅可以提高铝合金的强度，还可以获得良好的成形性。在众多的增强体中，ZrB2与铝基体润湿性好、热稳定性好、硬度高、不溶于酸碱；Al2O本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原位纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：在将原位纳米颗粒反应物加入AA6016合金熔体中，同时施加旋转磁场和超声场辅助制备二元(Al2O3+ZrB2)纳米颗粒增强AA6016基复合材料，该复合材料作为纳米增强颗粒中间合金；根据成分设计把称量好的纳米增强颗粒中间合金加入AA6016合金熔体中，同时施加旋转磁场和超声场辅助纳米增强颗粒中间合金重熔、稀释，制得AA6016基复合材料铸锭，最后对铸锭进行热挤压变形获得二元(Al2O3+ZrB2)原位纳米颗粒增强铝基复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种原位纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：在将原位纳米颗粒反应物加入AA6016合金熔体中，同时施加旋转磁场和超声场辅助制备二元(Al2O3+ZrB2)纳米颗粒增强AA6016基复合材料，该复合材料作为纳米增强颗粒中间合金；根据成分设计把称量好的纳米增强颗粒中间合金加入AA6016合金熔体中，同时施加旋转磁场和超声场辅助纳米增强颗粒中间合金重熔、稀释，制得AA6016基复合材料铸锭，最后对铸锭进行热挤压变形获得二元(Al2O3+ZrB2)原位纳米颗粒增强铝基复合材料。2.如权利要求1所述的一种原位纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)将K2ZrF6、KBF4和CeO2粉末烘干并混合均匀，混合粉末的加入量为AA6016铝合金质量的60～90％；(2)制备二元(Al2O3+ZrB2)纳米增强颗粒中间合金：称量好的AA6016合金放入预热的坩埚中熔化，升温至820～870℃，将称量好的K2ZrF6、KBF4和CeO2混合粉末加入熔体中；完全加入混合粉末后开启旋转磁场–超声场发生系统，保温30～40min后，将熔体冷却至700～740℃精炼、扒渣，然后用铜模浇铸为方锭，该铸锭即为纳米增强颗粒中间合金，以备用；(3)中间合金重熔、稀释获得复合材料：称量好的AA6016铝合金放入预热的坩埚中熔化，升温至750～800℃，把二元(Al2O3+ZrB2)纳米增强颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉涛，梁亮，陈飞，怯喜周，陶然，丁仁发，赵志豪，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32