一种自润滑铝基复合材料及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种自润滑铝基复合材料，其特征在于：复合材料基体为铝基合金，增强相为石墨、氧化镧和层片状氮化硼粉末，增强相体积占复合材料总体积的10％～20％，石墨 氧化镧和层片状氮化硼比例为体积比1～2.5:10，氧化镧体积占复合材料总体积的0.2％～0.8％，复合材料中增强相的尺寸为0.05μm～30μm。2.根据权利要求1所述的自润滑铝基复合材料，其特征在于：增强相体积占复合材料总体积的12％～15％，石墨 氧化镧和氮化硼比例为体积比1.5:10，复合材料中增强相的尺寸为0.5～1μm。3.根据权利要求1所述的自润滑铝基复合材料，其特征在于：增强相体积占复合材料总体积的12％～15％，石墨 氧化镧和氮化硼比例为体积比2.0:10，复合材料中增强相的尺寸为1μm～10μm。4.根据权利要求1所述的自润滑铝基复合材料，其特征在于：增强相体积占复合材料总体积的15％～18％，石墨 氧化镧和氮化硼比例为体积比1.5:8，复合材料中增强相的尺寸为0.5～1μm。5.根据权利要求1所述的自润滑铝基复合材料，其特征在于：增强相体积占复合材料总体积的15％～18％，石墨 氧化镧和氮化硼比例为体积比2.0:8，复合材料中增强相的尺寸为1μm～10μm。6.根据权利要求1所述的自润滑铝基复合材料，其特征在于：采用的铝基合金粉末，其化学成分按照质量百分比为：si：9.00～10.00％、mg：0.1～0.5％、o：0.02～0.12％、fe：0～0.35％、铝：余量。7.一种制备权利要求1所述自润滑铝基复合材料的方法，其特征在于：所述制备方法采用激光直接沉积技术在铝合金板材上进行制备，所述铝基合金基板化学成分与铝基合金粉末的化学成分一致，采用双通道或单通道方式送粉；激光增材制造的工艺参数为：激光功率1600w～2800w，扫描速度300mm/min～600mm/min，光斑直径1.0mm～2.5mm，保护气流量10l/min～30l/min。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述双通道方式具体为：将石墨、氧化镧、氮化硼陶瓷粉末按照设计的成分比例预先混合均匀，将混合增强相粉末和铝基合金粉末分别装入激光增材制造设备中的双通道送粉装置中，通过调节激光增材设备双通道送粉装置中每一通道的送粉量及载粉器流量，使增材制造得到的复合材料中的增强相的体积占比满足要求，陶瓷粉末所在送粉通道的送粉量为1400rpm～3000rpm、载粉器流量为4l/min～7l/min，铝基合金粉末所在送粉通道的送粉量为2200rpm～3200rpm、载粉器流量为6l/min～9l/min。9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述单通道方式具体为：按照所设计复合材料中增强相的体积分数及相互间的比例，将石墨、氧化镧、氮化硼陶瓷粉末和铝基合金粉末按比例预先进行混合，然后将混合均匀的粉末进行单通道送粉，送粉量为1400rpm～3200rpm，载粉器流量为5l/min～9l/min。10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：采用的氮化硼粉末粒度为0.05μm～10μm，石墨尺寸为5μm～30μm，氧化镧尺寸为2～7μm，铝基合金粉末粒度为45μm～106μm。

技术总结
本发明属于金属零件增材制造领域，涉及一种自润滑铝基复合材料及其制备方法。本发明针对飞机动力装置用支撑密封环材料需求，使用激光直接沉积方法制备铝基复合材料，在铝基合金中加入石墨、氧化镧和层片状氮化硼粉末，使改良后的铝基复合材料具有优异的力学性能和稳定的摩擦系数，并且磨屑具有一定的自润滑效果；改良后的铝基复合材料可有效防止转子磨损，转子与封严环的间隙可以控制的更小。采用本发明设计的铝基复合材料和提供的增材制造方法制备的支撑密封圈，其封严效果和使用寿命均可得到提升。均可得到提升。均可得到提升。


技术研发人员：梁家誉 陈冰清 闫泰起 秦仁耀 黄帅
受保护的技术使用者：中国航发北京航空材料研究院
技术研发日：2021.10.15
技术公布日：2022/2/6