[发明专利]一种铝基碳化硅表层材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种铝基碳化硅表层材料的制备方法，其特征在于：首先以钨极氩弧作为热源在铝合金板的表面形成铝碳化硅合金层，然后采用搅拌摩擦加工方法对铝碳化硅合金层进行固相机械搅拌，获得碳化硅颗粒细小均匀的铝基碳化硅表层材料。本发明铝综合了钨极氩弧热源和搅拌摩擦加工的各自工艺优点：钨极氩弧电弧能量参数可以精确控制，加热过程稳定，能够利用“阴极雾化”作用及时清除铝表面难熔氧化物，并获得表层均匀的复合材料层；搅拌摩擦加工在固相条件下，通过材料的剧烈塑性变形和流动可以有效消除各种冶金缺陷，细化组织，促进增强相颗粒在合金层的均匀分布。

主权项

1.一种铝基碳化硅表层材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)对铝合金板进行表面清洁，然后在表面加工钻孔，钻孔的直径2mm、深度2～3mm、相邻钻孔间隔4～6.5mm；将碳化硅颗粒加入挥发性有机溶剂中，混合均匀，获得涂浆；将涂浆填入钻孔中并压实，然后进行干燥处理去除挥发性有机溶剂；(2)以钨极氩弧作为热源在所述铝合金板的表面进行逐行扫描，相邻扫描道间相互重叠搭接形成连续熔池，使铝合金板的整个表层逐个区域快速熔化，同时在钨极氩弧热源后侧将碳化硅粉末同步送入熔池中，用于补充由于铝和碳化硅界面反应造成的碳化硅粉末损失；最后自然冷却，在铝合金板的表面形成铝碳化硅合金层；钨极氩弧热源的加工参数为：焊接电流20～100A，焊接电压10～30V，焊接速度50～100mm/min；相邻扫描道间的重叠搭接率为30～50％；(3)采用搅拌摩擦加工对铝合金板表面的铝碳化硅合金层进行固相机械搅拌，获得碳化硅颗粒细小均匀的铝基碳化硅表层材料；所述搅拌摩擦加工的方式为：将样品固定在搅拌摩擦加工设备工作台上，用耐热合金加工成搅拌工具，搅拌工具在样品表面的搅拌加工前进速度为20～100mm/min，搅拌工具的旋转速度是600～1200rpm/min，针对样品的整个表层经过2～3次逐个区域的搅拌，相邻搅拌加工道次之间搭接量为40～50％。