專利名稱：一種制備Al₂O₃-TiC鋁基復(fù)合材料的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及Al2O3-TiC鋁基復(fù)合材料的制備工藝方法，屬于新材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
活塞是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上關(guān)鍵零部件，它是在高溫、摩擦等惡劣條件下工作的，對(duì)材料 的高溫力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性及耐磨性都有很高的要求。目前，廣泛使用的是Al-Si合金，盡 管其具有熱膨脹系數(shù)低較、耐磨性較高、重量較輕等優(yōu)點(diǎn)，而成為了最常用的活塞材料。但 該材料鑄造和加工性能較差。為了改善合金的高溫性能，在鋁合金中加入了 V、Ni、Cu、Mo、Ti等元素，這些元素 提高了活塞的高溫強(qiáng)度及體積穩(wěn)定性。但這些合金在250 300°C的高溫性能還是難以滿 足活塞在使用上性能的要求。為了進(jìn)一步提高活塞材料的高溫性能及耐磨性，近年來(lái)開(kāi)發(fā)了鋁基復(fù)合材料活 塞。該法尚存在工藝復(fù)雜、超細(xì)金屬纖維制備難度大、成本高、高溫易氧化、易與鋁反應(yīng)生成 脆性相等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的生產(chǎn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞材料中的諸多問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種簡(jiǎn) 單、廉價(jià)、易行且性能夠滿足要求的制備Al2O3-TiC鋁基復(fù)合材料的工藝方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是按照預(yù)定的比例進(jìn)行混粉、球磨 和冷壓，制備成預(yù)制塊，然后將預(yù)制塊分別加入到鋁液中，保持一定時(shí)間后，澆注后制備 Al2O3-TiC鋁基復(fù)合材料。本發(fā)明的有益效果是原材料成本低廉，制備工藝簡(jiǎn)單，組織和性能滿足要求。


附圖為制備Al2O3-TiC鋁基復(fù)合材料的工藝流程圖
具體實(shí)施例方式首先將40 μ m的Al粉、35 μ HiTiO2粉和80 μ m的石墨粉按照18 20 3比例混 合。然后在球蘑機(jī)中進(jìn)行球磨。其次將球磨后的粉在150°C下烘干，經(jīng)過(guò)400目的篩子過(guò)濾 后，壓制成直徑40mmX厚度15mm的預(yù)制塊。當(dāng)熔化爐溫度為840°C時(shí)加入工業(yè)純鋁，依次 分批加入預(yù)制塊，每次加入3-5塊，保溫3-5分鐘，爐內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成Al2O3和TiC顆 粒。最后將含有陶瓷顆粒的熔融態(tài)鋁液澆鑄到金屬模具中，最終制得Al2O3-TiC鋁基復(fù)合材 料。
權(quán)利要求
1.一種Al2O3-TiC鋁基復(fù)合材料的制備工藝，其特征是利用熔鑄方法和原位反應(yīng)來(lái)制 備Al2O3-TiC鋁基復(fù)合材料。
2.根據(jù)專利1的Al2O3-TiC鋁基復(fù)合材料制備工藝，其特征是工業(yè)鋁純度大于 99. 8%，鋁粉純度大于99%且尺寸小于630微米。
3.根據(jù)專利1的Al2O3-TiC鋁基復(fù)合材料制備工藝，其特征是=TiO2粉純度大于98%， 尺寸小于9微米。
4.根據(jù)專利1的Al2O3-TiC鋁基復(fù)合材料制備工藝，其特征是石墨粉純度大于99%， 尺寸小于630目。
5.根據(jù)專利1的Al2O3-TiC鋁基復(fù)合材料制備工藝，其特征是( 純度大于99%，尺 寸小于74微米。
6.根據(jù)專利1的Al2O3-TiC鋁基復(fù)合材料制備工藝，其特征是:A1粉、T^2粉、石墨粉 和CeO2粉按9 20 3比例混合。
7.根據(jù)專利6的Al2O3-TiC鋁基復(fù)合材料制備工藝，其特征是混粉后進(jìn)行球磨，時(shí)間 2小時(shí)、轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分、球料比3 1。
8.根據(jù)專利7的Al2O3-TiC鋁基復(fù)合材料制備工藝，其特征是球磨后的混粉進(jìn)行壓 制，壓力30Mpa，預(yù)制塊直徑為30mm、厚度為10mm。
9.根據(jù)專利1的Al2O3-TiC鋁基復(fù)合材料制備工藝，其特征是預(yù)制塊和模具預(yù)熱溫度 為300°C，鋁錠熔化溫度840°C，反應(yīng)時(shí)間5分鐘，澆注溫度750°C。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種簡(jiǎn)單、廉價(jià)、易行且性能夠滿足要求的制備Al2O3-TiC鋁基復(fù)合材料的工藝方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是按照預(yù)定的比例進(jìn)行混粉、球磨和冷壓，制備成預(yù)制塊，然后將預(yù)制塊分別加入到鋁液中，保持一定時(shí)間后，澆注后制備Al2O3-TiC鋁基復(fù)合材料。
文檔編號(hào)C22C21/00GK102080173SQ20091007326
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2009年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月26日
發(fā)明者胡明 申請(qǐng)人:胡明