一种超轻超强的铝基复合材料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种铝基复合材料的制备方法，特别是涉及以空心碳化硅微珠和短切碳化硅纤维为增强相的铝基复合材料的制备工艺。

空心碳化硅微珠是一种具有细孔结构的球形空心碳化硅，是一种轻量材料。它可以用来制备以空心碳化硅为核的复合轻量材料，如超轻铝合金、超轻钛合金、超轻不锈钢等。碳化硅纤维是一种比碳纤维更耐高温、更耐氧化的一种连续性纤维。今天我们要做的是以空心碳化硅微珠、短切的碳化硅纤维为增强体，以铝金属为基材的复合轻量材料的制备方法。制成的复合材料：质轻、强度高、耐磨损的新型超轻超强的复合材料。

现市面上有以短切的连续性纤维为增强相的铝基复合材料，但很少有空心的碳化硅微珠为增强相制备铝基复合材料的报道。空心的碳化硅粉以轻质、高强度的性能，用途却十分广泛！尤其是要求节能减排、绿色发展的今天，对轻量材料的需求尤其迫切！本发明的目的是提供一种既能低成本的制备，又能得到轻质，高强度的以空心碳化硅微珠、短切碳化硅纤维为增强相的轻量铝基复合材料，具体采用如下描述的技术方案。

一种以空心碳化硅、短切碳化硅纤维为增强相的铝基复合材料制备方法，该方法主要采用热等静压粉末冶金法制备，主要的步骤包括有1)取本公司生产的空心碳化硅微珠为原料，与短切碳化硅纤维、铝合金粉末等混合均匀。2)再放在压铸模具里压铸成胚，压强不超过200Mpa；一般在130Mpa～200Mpa。3)把压胚放在普通烧结炉内烧结成表面无开放孔隙的状态，冷却出炉。4)再放到热等静压炉中进行处理，等静压强度为130Mpa～200Mpa。处理后随炉冷却。

按照本发明方法，主要的技术特征为：使用空心碳化硅微珠，满足了材料的轻量化要求，密度可以低于1.5克/立方厘米的铝基复合材料。再用短切碳化硅纤维为增强相，满足了铝基复合材料强度高的要求，抗拉强度可以达到450Mpa；同时用热等静压粉末冶金的方法，保证了空心碳化硅微珠在130Mpa～200Mpa压力下不易破碎，也利于铝基复合材料的铝合金粉末烧结时孔隙的减少。这样制成的以空心碳化硅微珠和短切碳化硅纤维为增强相的铝基复合材料，就满足了密度低、强度高，又耐疲劳的特点。

通过以上的描述，本发明方法的优点是显著的，表现在1)工艺步骤简单，可操作性强2)尤其是采用空心碳化硅微珠为增强相满足轻量化的要求3)然后采用短切碳化硅纤维为增强相满足强度高的要求4)采用热等静压粉末冶金法，满足易于混合、等静压强度低不易破坏空心碳化硅微珠的工艺要求。5)再具体的热等静压工艺：先烧结混合的粉末冶金压胚，再热等静压。这样满足了工艺简单、成本低的要求。