制备颗粒增强金属基复合材料目前大致分为粉末冶金法及铸造法两类,分别可适用于铝、镁、镍、钛及其他金属基复合材料。
图7.3 粉末冶金法制备复合材料工艺流程图
图7.3示意说明粉末冶金法制备颗粒增强金属基复合材料的工艺流程图。A是常规粉末冶金法;颗粒和合金粉末均匀混合后装入模具,根据要求加热到固相区、固液相区或液相区,在真空或非真空条件下热压成锭坯,再经压力加工制成各种型材。B是反应烧结粉末冶金法;颗粒与合金粉末均匀混合或形成增强相的组分与合金粉末均匀混合后,加热一引燃发生进一步的放热反应将材料烧结成锭坯,再经挤压第二次加工成材。C是反应球磨粉末冶金法,也称机械合金化粉末冶金法;颗粒与合金粉末冶金法,也称机械合金化粉末冶金法;颗粒与合金粉末经高能球磨机充分球磨后冷压成生坯,进行热处理后挤压成材。D是一步挤压粉末冶金法;颗粒与合金粉末均匀混合装入金属罐抽气封装后直接挤压成本。(www.daowen.com)
图7.4 铸造法制备复合材料工艺流程图
图7.4示意说明铸造法制备颗粒增强金属基复合材料工艺流程图。E是流变铸造法;颗粒加入熔化的合金中后不断进行搅拌,随温度降低材料呈半固态后再浇铸成锭、并经二次压力加工成材。F是挤压铸造法;增强颗粒和粘结剂行制成预制块,预热后在一定压力下半注入的液态金属渗入置于模具中的预制块内。G是喷雾铸造法;合金熔化后喷射雾化,同时将颗粒喷入经雾化的金属液滴流中共沉积成锭。各种方法的优缺点目前还难以全面比较。就铝基复合材料的粉末冶金和铸造法之间比较大致认为,粉末冶金法成本高但拉伸和疲劳性能好,铸造法成本低但增强相加入和基体内均匀分布难度较大,对每一应用场合要经权衡后加以确定。此外,复合材料还可用高能高速率加工工艺。由于复合材料研究进展迅速,随新型复合材料的开发也在发展更先进的制备工艺。
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