【技术实现步骤摘要】
一种高体积分数颗粒增强铝基复合材料的制备装置和方法
[0001]本专利技术涉及铝基复合材料,特指一种高体积分数颗粒增强铝基复合材料的制备装置和方法。
技术介绍
[0002]颗粒增强铝基复合材料(Particle Reinforced Aluminum Matrix Composites,PRAMCs)以其高比强度、高比模量、高导热、低膨胀、耐热、耐磨等优点,在航空航天、交通运输、武器装备等领域具有广阔的应用前景。常用的增强体颗粒(如:SiC、B4C、Al2O3、硅颗粒等)是具有高熔点、高硬度、高模量及低热膨胀系数等特点的陶瓷颗粒。
[0003]目前,高体积分数颗粒增强铝基复合材料的制备多见于粉末冶金法、液态金属浸渍、压力浸渍法等,如申请号“201410805111.X”中国专利技术专利报道了“一种高体积分数颗粒增强铝基复合材料的制备方法”,该法将陶瓷颗粒在模具中压制成预制块,将铝合金熔体倒入加热模具中,对熔体施加压力,同时对预制块抽气,使铝合金有效的渗入预制块的孔隙,从而制备高体积分数颗粒增强铝基复合材料。申请号“200510024032.6”中国专利技术专利“高体积分数硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法”报道了采用凝胶注模成型工艺得到材料预制件,然后把干燥好的预制件装入容器中进行真空反压浸渗,制备出高体积分数(55
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72%)硅颗粒增强铝基复合材料。申请号“101711265537.0”中国专利技术专利“一种高体积分数钨颗粒增强铝基复合材料的制备方法”采用冷等静压将预制复合粉体进行成型处理得 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高体积分数颗粒增强铝基复合材料的制备装置,其特征在于,所述装置由非对称搅拌反应装置、真空震荡除气装置和导流装置构成,非对称搅拌反应装置包括搅拌杆、搅拌螺旋桨、第一感应加热电圈、炉体、炉盖、出气口、加料口、进气口、热电偶,环形导气道,进气口、出气口、热电偶和加料口设于炉盖上,热电偶伸入炉体的炉膛内,环形导气道设于炉盖内,第一感应加热电圈装于炉体内侧且包裹于炉腔外;真空震荡除气装置包括皮带轮、偏心凸轮和真空阀;搅拌杆装配于偏离炉盖中心1/3半径处,伸入炉膛内与搅拌螺旋桨通过螺纹进行连接固定,搅拌杆外连第一电机,由第一电机旋转带动搅拌杆实现搅拌杆的圆周运动;真空阀设于炉盖上且外接真空泵,偏心凸轮安装于炉体外侧的底部,与导流阀所连接的手柄排列于同一轴线上,皮带轮装配于偏心凸轮的旋转杆上,且皮带轮通过皮带与第二电机相连,由第二电机转动带动偏心凸轮转动,从而产生震动;导流装置包括导流管、导流阀、第二感应加热电圈、手柄;导流管装于炉体底部正中心,且与炉体炉腔连通,导流阀与穿过炉体的手柄螺纹连接且安装在导流管与炉腔连接处,通过手柄旋转可控制导流阀开闭,以实现控制熔体流出,第二感应加热电圈装于导流管外,以加热导流管防止因温度过低导致的熔体粘连,阻碍导流。2.如权利要求1所述的一种高体积分数颗粒增强铝基复合材料的制备装置,其特征在于,环形导气道一端连接进气口,一端通过通孔连接炉腔;以炉盖中心为圆心,内径345mm,外径355mm,高2mm,于炉盖表面下20mm处环绕270
°
。3.如权利要求1所述的一种高体积分数颗粒增强铝基复合材料的制备装置,其特征在于,炉体的炉腔内径为350mm,炉腔深650mm;搅拌杆的搅拌螺旋桨旋转半径为250mm,厚度为8mm,搅拌螺旋桨距炉腔底部80~100mm,搅拌杆距炉盖中心的径向距离为59mm;炉体的炉腔膛纹倾角为50
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,膛纹间隔55mm,膛纹高400mm,宽50mm,厚17mm;炉盖在炉腔内部分的直径为350mm,深入炉腔100mm,在炉腔外部分的直径为450mm,高100mm。4.如权利要求1所述的一种高体积分数颗粒增强铝基复合材料的制备装置,其特征在于,偏心凸轮的偏心轮径100mm,厚30mm,与偏心凸轮同转轴的皮带轮为两路皮带轮,外径80mm,内径60mm,轮厚50mm,两路间距8mm,皮带宽度13mm。5.如权利要求1所述的一种高体积分数颗粒增强铝基复合材料的制备装置,其特征在于,进气口与真空阀内径均为15mm,外径均为20mm,且均高于炉盖表面25mm;进气口设于距炉盖中心的距离为炉盖半径7/9处,以炉盖中心为原点,和搅拌杆夹角为90
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,真空阀设于距炉盖中心的距离为炉盖半径2/5处,以炉盖中心为原点,和搅拌杆夹角为30
°
;出气口内径为4mm,外径10mm,高于炉盖表面25mm,设于距炉盖中心的距离为炉盖半径3/5处,以...
【专利技术属性】
技术研发人员:怯喜周,钟武,彭艳杰,陈锐崐,陈刚,赵玉涛,
申请(专利权)人:江苏大学,
类型:发明
国别省市:
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