一种低应力的铝基碳化硅材料及其制备方法与流程

本发明涉及铝基碳化硅生产，特别是涉及一种低应力的铝基碳化硅材料及其制备方法。

背景技术：

1、铝基复合材料由于具有高强度、耐磨损、高导热等优点，具有广阔的应用范围。铝基碳化硅是一种金属基复合材料，由铝和碳化硅颗粒所组成。现有的铝基碳化硅材料，由于其制备工艺及配方的缺陷，使制得的产品存在内部不均匀、存在内部气孔、表面缺陷等问题，因而造成最终产品存在较大内应力，影响产品的尺寸精度及形位精度。且现有的铝基碳化硅材料强度和致密度均不够高，在特殊领域无法应用。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种低应力的铝基碳化硅材料，用于解决现有技术中内部不均匀、存在较大内应力、影响产品的尺寸精度及形位精度、强度和致密度低的问题，同时，本发明还将提供一种低应力的铝基碳化硅材料的制备方法。

2、为实现上述目的及其他相关目的，

3、本发明的第一方面，提供一种低应力的铝基碳化硅材料的制备方法，包括以下步骤：

4、s1、按比例取原料，所述原料包括碳化硅颗粒、氧化铝纤维、造孔剂和粘结剂，将原料混合均匀后经过模压成型工艺制成生坯；

5、s2、将步骤s1得到的生坯经脱脂与烧结制成多孔预制坯；

6、s3、将铝合金经过真空压力熔渗工艺渗入多孔预制坯的空隙中，得到铝基碳化硅材料粗产品；

7、s4、将步骤s3得到的铝基碳化硅材料粗产品经过冷热处理工艺，得到一种低应力的铝基碳化硅材料。

8、于本发明的一实施例中，在步骤s1中，所述原料包括20-40重量份的碳化硅颗粒、10-40重量份氧化铝纤维、5-15重量份的造孔剂和5-15重量份的粘结剂。

9、于本发明的一实施例中，在步骤s1中，所述粘结剂包括环氧树脂或酚醛树脂。

10、于本发明的一实施例中，在步骤s1中，所述造孔剂包括淀粉或石墨。

11、于本发明的一实施例中，在步骤s1中，所述原料还包括高温粘结剂，所述高温粘结剂包括硅酸盐或磷酸盐。

12、于本发明的一实施例中，在步骤s2中，将生坯放入烧结炉中，在空气中进行脱脂与烧结，脱脂温度为460℃±20℃，烧结温度为1120℃±20℃。

13、于本发明的一实施例中，在步骤s3中，所述铝合金包括4-8重量份的si，3-5重量份的cu，3-5重量份的mg，70-90重量份的al。

14、于本发明的一实施例中，在步骤s3中，真空压力熔渗工艺包括以下步骤：

15、s31、将铝合金块和多孔预制坯按顺序放入真空热压熔渗炉，加热至720℃±20℃后进行保温；

16、s32、保温10min后开始加压至15mpa，并保压10min，随后降温，降温过程中持续加压至凝固。

17、于本发明的一实施例中，在步骤s4中，所述冷热处理工艺包括以下步骤：

18、s41、将铝基碳化硅材料粗产品升温至280℃±10℃，升温时间为2h±0.5h，并保温4h±0.5h，然后自然降至室温；

19、s42、将降至室温的铝基碳化硅材料粗产品采用液氮浸泡，使其降至-180℃±10℃，降温时间为为2h±0.5h，并保温4h±0.5h，然后自然升至室温。

20、本发明的第二方面，提供一种低应力的铝基碳化硅材料，其通过上述一种低应力的铝基碳化硅材料的制备方法制得。

21、如上所述，本发明的一种低应力的铝基碳化硅材料及其制备方法，具有以下有益效果：

22、1、通过改良原料得配方及比例，使制造出的粗产品尺寸保持良好、强度高、致密度高、内部均匀，而且通过冷热处理工艺消除了铝基碳化硅材料内部结构的应力，使其尺寸精度及形位精度稳定不变。

23、2、通过调整铝合金的成分及含量，改善铝基碳化硅材料的力学性能，提高其抗腐蚀性和耐磨损性，该工艺能得到广泛应用。

技术特征：

1.一种低应力的铝基碳化硅材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种低应力的铝基碳化硅材料的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述原料包括20-40重量份的碳化硅颗粒、10-40重量份氧化铝纤维、5-15重量份的造孔剂和5-15重量份的粘结剂。

3.根据权利要求1所述的一种低应力的铝基碳化硅材料的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述粘结剂包括环氧树脂或酚醛树脂。

4.根据权利要求1所述的一种低应力的铝基碳化硅材料的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述造孔剂包括淀粉或石墨。

5.根据权利要求1所述的一种低应力的铝基碳化硅材料的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述原料还包括高温粘结剂，所述高温粘结剂包括硅酸盐或磷酸盐。

6.根据权利要求1所述的一种低应力的铝基碳化硅材料的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，将生坯放入烧结炉中，在空气中进行脱脂与烧结，脱脂温度为460℃±20℃，烧结温度为1120℃±20℃。

7.根据权利要求1所述的一种低应力的铝基碳化硅材料的制备方法，其特征在于，在步骤s3中，所述铝合金包括4-8重量份的si，3-5重量份的cu，3-5重量份的mg，70-90重量份的al。

8.根据权利要求1所述的一种低应力的铝基碳化硅材料的制备方法，其特征在于，在步骤s3中，真空压力熔渗工艺包括以下步骤：

9.根据权利要求1-8任一所述的一种低应力的铝基碳化硅材料的制备方法，其特征在于，在步骤s4中，所述冷热处理工艺包括以下步骤：

10.一种低应力的铝基碳化硅材料，其特征在于，所述一种低应力的铝基碳化硅材料通过上述权利要求1-9中任一项所述的一种低应力的铝基碳化硅材料的制备方法制得。

技术总结
本发明提供一种低应力的铝基碳化硅材料及其制备方法，包括以下步骤：S1、按比例取原料，所述原料包括碳化硅颗粒、氧化铝纤维、造孔剂和粘结剂，将原料混合均匀后经过模压成型工艺制成生坯；S2、将步骤S1得到的生坯经脱脂与烧结制成多孔预制坯；S3、将铝合金经过真空压力熔渗工艺渗入多孔预制坯的空隙中，得到铝基碳化硅材料粗产品；S4、将步骤S3得到的铝基碳化硅材料粗产品经过冷热处理工艺，得到一种低应力的铝基碳化硅材料，通过改良原料得配方及比例，使制造出的粗产品尺寸保持良好、强度高、致密度高、内部均匀，而且通过冷热处理工艺消除了铝基碳化硅材料内部结构的应力，使其尺寸精度及形位精度稳定不变。

技术研发人员：陈国宾,李兆平,李小华
受保护的技术使用者：江苏德叶成精密机械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12