一种钨粉增强铝基复合材料的制备方法

钨是一种银白色、有光泽、体心立方结构的金属,具有熔点高、化学性质稳定的特性。将金属钨加入到铝或铝合金中,利用金属钨的熔点高和化学性质稳定的特性,可增强铝及铝合金的强度、耐磨性和耐热性能等,有望发展一种新型的铝基复合材料。但是金属钨与铝及铝合金之间的熔点、密度都差别很大(钨的熔点为3422°C、密度为19.35g/cm3,铝及铝合金的熔点通常为580~650°C、密度为2.7-2.9g/cm3),因此,采用常规的合金熔铸方法或搅拌铸造方法都很难将金属钨均匀加入到铝或铝合金当中形成钨粉增强铝基复合材料。

钨粉

本发明所述的钨粉增强铝基复合材料的制备方法包括如下步骤:
1)在铝或铝合金液雾化喷射沉积装置的高压惰性气体输入管上安装钨粉定量供应装置;
2)确定钨粉的粒径、供应量以及铝或铝合金液的雾化喷射沉积工艺参数,其中钨粉的粒径2 μ m,钨粉的供应量为10〜30g/min,铝或铝合金液的喷射沉积流量为90〜170g/min,铝或铝合金液的雾化温度为750〜800°C,高压惰性气体采用氮气或氩气且压力为6〜9MPa ;
3)利用高压惰性气体为载流介质,将钨粉定量供应装置提供的钨粉喷射到由铝或铝合金液雾化喷射沉积装置形成的铝或铝合金微液滴的表面,而使钨粉分散粘附在铝或铝合金微液滴的表面再一起喷射沉积到基板上,凝固后得到钨粉增强铝基复合材料。

其优点如下:
1)利用高压惰性气体为载流介质将钨粉喷射到铝或铝合金微液滴的表面,而使钨粉分散粘附在铝或铝合金微液滴的表面,这样便有效地防止了钨粉发生团聚,解决了现有技术中存在的钨粉难以分散均匀的问题,从而可以获得钨粉均匀分布的使用寿命长的钨粉增强铝基复合材料;
2)相比于传统的粉末冶金方法,本发明的生产工序明显减少,工艺流程明显缩短,可有效降低钨粉增强铝基复合材料的生产成本;
3)通过直流电机带动螺杆式定量供应器旋转实现对钨粉的定量供应,既能准确控制钨粉的加入量,又能方便地调节钨粉的加入量,从而可获得不同钨粉含量的钨粉增强铝基复合材料。

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