金属基复合材料

金属基复合材料的制备及加工赵恒祯金属基复合材料制备方法的分类（1）固态法固态法：是指基体处于固态下制造金属基复合材料的方法。包括：粉末冶金法、热压法、热等静压法、轧制法、挤压和拉拔法、爆炸焊接法等。（2）液态法液态法：是指基体处于熔融状态下制造金属基复合材料的方法。包括：真空压力浸渍法、挤压铸造法、搅拌铸造法、液态金属浸渍法、共喷沉积法、原位反应生成法等。（3）表面复合法包括：物理气相沉积法、化学气相沉积法、热喷涂法、化学镀和电镀法、复合镀法等。一、固态制备技术1.1粉末冶金技术工艺过程：粉末冶金法是一种用于制备与成形颗粒增强(非连续增强型)金属基复合材料的传统固态工艺法。粉末冶金生产工艺1.2热压技术扩散黏结：在较长时间、较高温度和压力下，通过固态焊接工艺，使同类或不同类金属在高温下互扩散而黏结在一起的工艺方法。三阶段：粘结表面之间最初接触增强材料与合金粉末发生界面扩散和体扩散→接触面粘结结合界面最终消失，粘结过程完成热压技术：1.3热轧、热挤压和热拉拔技术（变形法）形变法就是利用金属具有塑性成型的工艺特点，通过热轧、热拉、热挤压等加工手段，使已复合好的颗粒、晶须、短纤维增强金属基复合材料进一步加工成板材。轧制挤压拉拔1.4爆炸焊接技术二、液态制备技术2.1真空压力浸渍技术真空压力浸渍法是在真空和高压惰性气体的共同作用下，使熔融金属浸渗入预制件中制造金属基复合材料的方法。浸渍炉结构2.2挤压铸造技术挤压铸造是通过压机将液态金属压入增强材料预制件中制造复合材料的方法。2.3液态金属搅拌铸造技术液态金属搅拌铸造法：是将增强相颗粒直接加入金属熔体中，通过搅拌使颗粒均匀分散，然后浇铸成型制成复合材料制品的方法。2.4共喷沉积技术金属液滴与颗粒的混合沉积凝固三、表面复合技术3.1.物理气相沉积技术物理气相沉积是材料源的不断汽化，通过真空蒸发、电离或溅射等过程，产生金属离子并沉积于基体表面形成金属涂层，或与反应气体化合形成化合物涂层的方法。真空蒸镀：在高真空度的反应室中，将镀层材料加热成蒸发原子，使其在真空条件下撞击工件表面而形成沉积层。真空溅射：离子镀：3.2化学气相沉积技术化学气相沉积技术是指利用气态物质，在一定温度下在固体表面上进行化学反应，并生成固态沉积膜的工艺过程。常用化学气相沉积涂层材料为碳化物、氮化物、氧化物，如TiC、TiN、Al2O3等。涂层具有很高的硬度2000～4000HV，较低的摩擦系数、优异的耐磨性、良好的抗粘着能力和优越的耐蚀性。化学气相沉积的装置如图,以在钢件表面沉积TiC涂层为例，将反应气体TiCl4与气态或蒸发状态的碳氢化合物一起导入真空、高温的反应室内，用氢作为载体和稀释剂，就会发生化学反应生成TiC沉积在基体表面。3.3热喷涂技术指以某种热源，将基体材料加热到熔化或熔融状态后，用高压高速气流将其雾化成细小的颗粒喷射到增强材料上，形成一层覆盖层的过程。常用的热喷涂的主要方法如下：1)火焰喷涂2)电弧喷涂3)等离子喷涂(气体导电（或放电）所产生的等离子电弧作为高温热源)讲完了~