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专利号: 2020111178446
申请人: 广州城建职业学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 铸造;粉末冶金
更新日期:2025-04-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种三维网状碳化硅陶瓷增强铝基复合材料制备方法,其特征是包括以下步骤:(1)选取三维网状多孔碳化硅陶瓷,进行表面粗化、打磨、清洗和干燥处理;

(2)将经步骤(1)处理的三维网状多孔碳化硅陶瓷进行蒸镀处理,在三维网状多孔碳化硅陶瓷的筋上包裹金属Ti镀层;

(3)制备质量份配比分别为76:10:12:2的铝合金锭Al‑10Mg‑12Si‑2Ti,然后磨制成铝合金粉;

(4)在真空环境下,将步骤(3)中的铝合金粉填充在步骤(2)中的筋上包裹有Ti镀层的三维网状多孔碳化硅陶瓷的孔隙内,然后转移至管式炉中;

(5)在氮气环境下,加热至1100~1300℃,并保温0.5h后,随即转为氩气环境下,继续升温至1300℃,保温1h后,停止加热,并随炉冷却至室温取出,即得三维网状碳化硅陶瓷增强铝基复合材料。

2.根据权利要求1所述的三维网状碳化硅陶瓷增强铝基复合材料制备方法,其特征是:步骤(1)中所述的三维网状多孔碳化硅陶瓷为20PPI、30PPI或40PPI。

3.根据权利要求1所述的三维网状碳化硅陶瓷增强铝基复合材料制备方法,其特征是:步骤(1)中表面粗化采用酸浸粗化处理、机械喷砂处理或激光蚀刻处理。

4.根据权利要求1所述的三维网状碳化硅陶瓷增强铝基复合材料制备方法,其特征是:步骤(1)中打磨采用砂轮或石材磨边轮,用以对陶瓷边角进行打磨处理,除去多余边角料;

步骤(1)中清洗采用超声波清洗。

5.根据权利要求1所述的三维网状碳化硅陶瓷增强铝基复合材料制备方法,其特征是:步骤(2)中所述的蒸镀处理为真空蒸镀处理。

6.根据权利要求1所述的三维网状碳化硅陶瓷增强铝基复合材料制备方法,其特征是:步骤(3)中所述铝合金锭Al‑10Mg‑12Si‑2Ti包括以下步骤制得:熔化:先将纯铝、纯镁、铝硅钛合金加入熔炼炉中,加热至840~865℃并搅拌使合金完全熔化,待合金元素全部熔化后得铝合金熔液,以石墨棒搅拌并震荡金属液,排出金属液内的气体;

精炼:将铝合金熔液的温度调整至710~725℃,进行精炼处理,精炼完成后静置10~

15min,将铝合金熔液的表面渣扒出,然后升温至740~760℃,通入氩气进行精炼,气压控制在0.45MPa~0.55MPa,除气时间为10~15min,除气完毕检验铝合金熔液成分,待检验合格后进行第二次扒渣,完成精炼过程;

静置:将精炼后的铝合金熔液静置,待铝合金熔液温度降至680~700℃;

铸锭:铸造过程中,铸造速度为50~55mm/min,冷却水水压控制为0.15~0.19MPa,最终铸造成直径和高分别为30~40cm、10~20cm的铝合金锭;

退火处理:将铸造后的铝合金锭进行退火处理,得到铝合金锭成品Al‑10Mg‑12Si‑2Ti。

7.根据权利要求6所述的三维网状碳化硅陶瓷增强铝基复合材料制备方法,其特征是:熔化步骤中,纯铝、纯镁、铝硅钛合金的用量分别为:纯铝70%、纯镁10%、铝硅钛合金合金

20%,其中铝硅钛合金合金中铝硅钛的用量分别为:30%、60%和10%。

8.根据权利要求1所述的三维网状碳化硅陶瓷增强铝基复合材料制备方法,其特征是:步骤(3)中所述铝合金粉采用气流磨和球磨粉碎制得,所述铝合金粉的粒径小于0.5mm。

9.根据权利要求1所述的三维网状碳化硅陶瓷增强铝基复合材料制备方法,其特征是:步骤(4)中在坩埚中将步骤(3)中的铝合金粉填充在步骤(2)中的筋上包裹有Ti镀层的三维网状多孔碳化硅陶瓷的孔隙内,其中所述铝合金粉的填充量为所有三维网状多孔陶瓷孔间隙总量的65~75%。

10.根据权利要求1所述的三维网状碳化硅陶瓷增强铝基复合材料制备方法,其特征是:步骤(5)中加热前,需对管式炉进行换气处理,所述换气处理包括先抽真空,再通氮气,反复至少3次以上。