CN1094987C - 一种铝基复合材料的制备方法 - Google Patents

一种铝基复合材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1094987C
CN1094987C CN99116247A CN99116247A CN1094987C CN 1094987 C CN1094987 C CN 1094987C CN 99116247 A CN99116247 A CN 99116247A CN 99116247 A CN99116247 A CN 99116247A CN 1094987 C CN1094987 C CN 1094987C
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminum
composite material
aluminum alloy
base composite
melt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN99116247A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1238391A (zh
Inventor
欧阳柳章
隋贤栋
罗承萍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN99116247A priority Critical patent/CN1094987C/zh
Publication of CN1238391A publication Critical patent/CN1238391A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1094987C publication Critical patent/CN1094987C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Abstract

本发明是一种铝基复合材料的制备方法，它利用现有铝合金常规熔炼设备，通过将搅拌铸造法和原位反应法相结合，使Al2(SO4)3分解反应生成Al2O3弥散增强铝基复合材料。该方法使外加增强体与基体界面相容性好，增强体颗粒分布均匀，制得的复合材料经常规热处理即可使用，且气孔率低，性能稳定。同时制备成本低，工艺简单，可以实现大批量工业化生产。

Description

一种铝基复合材料的制备方法
本发明是一种铝基复合材料的制备方法，属于反应铸造法合成金属基复合材料技术领域。
制备铝基复合材料，通常采用外加增强体的方法，由于外加增强体与基体之间的物理、化学不相容性，严重影响了增强效果；同时，金属液对外加颗粒很难润湿，外加颗粒与基体之间存在的界面反应，也影响了复合材料的性能，且该方法制备成本高。这些问题很大程度上制约了铝基复合材料的研究与推广应用。原位反应法是近年来出现的另一种制备金属基复合材料的方法，参见李春玉等著《原位反应复合法制备金属基复合材料的进展》一文(《材料工程》1995年第11期)，由于该法直接从基体中反应生成增强体，因此，增强体与基体间的结合较好，颗粒细小均匀。但该法目前仅局限于制备TiC、TiB、AlN等少数几种颗粒增强复合材料，而且对设备要求高，工艺较复杂，故生产成本高，复合材料还需经二次加工方能使用。
本发明的目的在于，克服和解决上述制备铝基复合材料的现有技术中存在的外加增强体与基体之间有物理、化学不相容性、金属液对外加颗粒很难润湿、外加颗粒与基体之间存在界面反应等问题，通过将搅拌铸造法和原位反应法相结合，提供一种增强体与基体界面相容性好的铝基复合材料的制备方法。
本发明方法是通过下述技术方案来实现的：本发明方法利用现有铝合金常规熔炼设备，首先将铝合金加热熔化，升温到950℃以上；向熔体中按质量百分比5％～40％加入Al2(SO4)3粉体，进行搅拌，直到无气泡冒出为止；将熔体降温至650℃～750℃，挤压铸造成型。为了除去油污和结晶水以减少吸氢及尽量避免铸造缺陷的形成，可以先将Al2(SO4)3粉体在400℃～600℃下加热1～3小时。为了降低对设备的要求，铝合金熔体可以升温至950℃～1100℃。本发明方法的原理是：将搅拌铸造法和原位反应法结合起来，使Al2(SO4)3粉体在950℃以上时迅速自发分解为Al2O3和SO3，即
由于分解反应生成的陶瓷粒子尺寸达到亚微米级，与基体的界面相容性好，因而较现有的外加颗粒增强复合材料具有更高的强度、模量以及良好的高温性能。同时，分解出的SO3继续与熔融铝液发生反应，即
Al2O3原位合成弥散增强铝基复合材料，反应生成的SO2可以对熔体进行精炼、除气，进一步改善了颗粒增强体中颗粒分布不均匀、气孔率高、性能不稳定等缺陷。
本发明方法与现有技术相比具有如下优点和有益效果：
1.本发明方法以现有的铝合金熔炼工艺为基础，将搅拌铸造法和原位反应法结合使用，采用现有铝合金常规熔炼设备，且原料Al2(SO4)3价格低廉，在熔体中直接合成增强颗粒，复合材料经常规热处理即可使用，大大改善了一般原位反应法所存在的对设备要求高、工艺复杂、生产成本高、复合材料需二次加工方可使用等缺陷，因此制备成本低，搅拌铸造的工艺简单，不需要二次加工，可以实现大批量工业化生产。
2.采用本发明方法，Al2O3的数量可以在较大范围内通过Al2(SO4)3加入量来调整，增强体颗粒尺寸可达亚微米级，与基体界面相容性好，同时由于SO2的作用，增强体颗粒分布均匀，气孔率低，并且复合材料的性能稳定。
3.采用本发明方法制备的铝基复合材料，具有高耐磨、高韧性的性能，应用前景广阔。
本发明方法的实施例如下：
实施例一
首先将235克Al2(SO4)3粉体在600℃下加热2小时；同时将2500克铝合金ZL109加热熔化后，升温到950℃；向熔体中加入Al2(SO4)3粉体，进行搅拌，直到无气泡冒出为止；将熔体降温至700℃，挤压铸造成型。
实施例二
首先将470克Al2(SO4)3粉体在500℃下加热1小时；同时将2500克铝合金Al-9Si加热熔化后，升温到980℃；向熔体中加入Al2(SO4)3粉体，进行搅拌，直到无气泡冒出为止；将熔体降温至650℃，挤压铸造成型。
实施例三
首先将1000克Al2(SO4)3粉体在400℃下加热3小时；同时将2500克铝合金Al-6Cu加热熔化后，升温到1100℃；向熔体中加入Al2(SO4)3粉体，进行搅拌，直到无气泡冒出为止；将熔体降温至750℃，挤压铸造成型。
上述三个实施例制备的铝基复合材料，气孔率最大为0.8％，在载荷为150N、转速为400r/min、20#机油润滑条件下，磨损时间为30min，材料的磨损性能见表1。在载荷为50N、转速为400r/min、干磨条件下，磨损时间为30min，材料的磨损性能见表2。表1
试样号 ZL109  ZL109+5％Al2O3  Al-9Si+10％Al2O3  Al-6Cu+20％Al2O3
磨损体积(mm3) 0.613  0.175  0.191  0.192
摩擦系数 0.025  0.014  0.017  0.016
表2
试样号 ZL109  ZL109+5％Al2O3  Al-9Si+10％Al2O3  Al-6Cu+20％Al2O3
磨损体积(mm3) 26.27  3.76  4.25  3.98
摩擦系数 0.23  0.13  0.17  0.17
从表1和2中可以看出，复合材料与基体材料相比，材料的摩擦系数降低，耐磨性提高，为基体材料的4～7倍。

Claims (3)

1.一种铝基复合材料的制备方法，其特征在于，它利用现有铝合金常规熔炼设备，首先将铝合金加热熔化，升温到950℃以上；向熔体中按质量百分比5％～40％加入Al2(SO4)3粉体，进行搅拌，直到无气泡冒出为止；将熔体降温至650℃～750℃，挤压铸造成型。
2.根据权利要求1所述的一种铝基复合材料的制备方法，其特征在于，先将Al2(SO4)3粉体在400℃～600℃下加热1～3小时。
3.根据权利要求1或2所述的一种铝基复合材料的制备方法，其特征在于，将铝合金加热熔化，升温至950℃～1100℃。
CN99116247A 1999-06-21 1999-06-21 一种铝基复合材料的制备方法 Expired - Fee Related CN1094987C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN99116247A CN1094987C (zh) 1999-06-21 1999-06-21 一种铝基复合材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN99116247A CN1094987C (zh) 1999-06-21 1999-06-21 一种铝基复合材料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1238391A CN1238391A (zh) 1999-12-15
CN1094987C true CN1094987C (zh) 2002-11-27

Family

ID=5279082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN99116247A Expired - Fee Related CN1094987C (zh) 1999-06-21 1999-06-21 一种铝基复合材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1094987C (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100406598C (zh) * 2003-09-12 2008-07-30 吉林大学 一种汽车制动盘用复合材料及其制备方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2889954C (en) * 2012-10-30 2017-02-14 Hydro Aluminium Rolled Products Gmbh Aluminium composite material and forming method
CN105478724B (zh) * 2015-12-23 2017-08-29 华南理工大学 一种高熵合金颗粒增强铝基复合材料及其搅拌铸造制备工艺
CN109022946A (zh) * 2018-08-17 2018-12-18 江苏科技大学 一种采用准晶中间合金调控原位自生铝硅复合材料的方法
CN114990390B (zh) * 2022-05-26 2023-04-07 江苏大学 一种原位自生双元纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1195030A (zh) * 1997-04-01 1998-10-07 中国科学院金属研究所 原位自生金属基复合材料的制备技术

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1195030A (zh) * 1997-04-01 1998-10-07 中国科学院金属研究所 原位自生金属基复合材料的制备技术

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100406598C (zh) * 2003-09-12 2008-07-30 吉林大学 一种汽车制动盘用复合材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1238391A (zh) 1999-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4662429A (en) Composite material having matrix of aluminum or aluminum alloy with dispersed fibrous or particulate reinforcement
CN111206166B (zh) 一种原位三元纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法
CN100543165C (zh) 真空搅拌复合颗粒增强铝基复合材料及其制备工艺
CN100383268C (zh) 用于铝及铝合金的Al-Ti-C系复合晶粒细化剂的制备方法
CN108866397B (zh) 高导热铝合金材料的制备方法及高导热铝合金
CN114262810B (zh) 一种亚共晶压铸铝硅合金材料的制备方法
CN109852834A (zh) 一种纳米陶瓷颗粒增强金属基分级构型复合材料的制备方法
CN106367644A (zh) 一种超高强、高硬度TiB2颗粒增强Al‑Zn‑Mg‑Cu复合材料及其制备方法
CN110144478B (zh) 一种高强韧纳米颗粒增强铝基复合材料的制备装置和方法
CN108796266A (zh) 一种基于原位生成TiB2的颗粒增强铝基复合材料铸轧方法
CN109371276A (zh) 批量熔铸制备石墨烯增强铝合金基纳米复合材料的方法
CN114411031B (zh) 一种微米钛颗粒增强镁稀土基复合材料
CN1094987C (zh) 一种铝基复合材料的制备方法
CN112342416A (zh) 一种提高铸造Al-Si合金低温力学性能的方法
CN109055831B (zh) 纳米过共晶铝硅合金复合变质剂及其制备方法和用途
CN110016597A (zh) 一种TiB2颗粒增强超高强铝合金复合材料均匀化制备方法
CN110923589B (zh) 一种用于700～750℃的短纤维增强高温钛合金Ti-101AM
CN109778014B (zh) 一种铸造减摩耐磨高铝锌基复合材料及其制备方法
CN112662918A (zh) Al2O3-TiC颗粒增强铝基复合材料及其制备方法
CN1226438C (zh) 含有TiC和Al2O3粒子的铝基合金的制备方法
CN114934206B (zh) 一种多元铝化物增强铝基复合材料及其制备方法和应用
CN112662909B (zh) 一种碳化物纳米颗粒改性的压铸铝合金及其制备方法
CN1089118C (zh) 原位自生铝或锌基复合材料的制备技术
CN115572883A (zh) 一种搅拌铸造用SiCp增强铝基复合材料的制备方法
CN1065921C (zh) 铝及铝合金的钛铁硼碳复合细化剂

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee