1.一种原位纳米TiC颗粒增强Al‑Si基复合材料的制备方法,其特征在于:所述复合材料中纳米TiC颗粒的质量百分比为0.05%<TiC≤5.0%,基体为Al‑Si合金;纳米TiC颗粒由Al粉、Ti粉和碳纳米管粉通过化学反应原位形成,然后以中间合金的形式加入Al‑Si合金熔体中;所述基体Al‑Si合金其各组元成分按质量百分比如下:Si 6.5‑7.5%、Mg 0.25‑
0.45%,余量为Al;
所述制备方法,包括以下步骤:
(1)中间合金制备
a.反应物压坯组成:由Al粉、Ti粉和多壁碳纳米管粉末组成,其中Al粉的重量占比为
60‑90%,CNTs粉与Ti粉的质量比为0.5‑1.0:1;
b.混料:称取粉料,并装入球磨机中混料,使之混合均匀;
c.压制成型:把混合均匀的粉料放入模具中压制成型;
d.反应烧结:将反应物压坯放入真空炉中,加热至850~1100℃,保温10~30min,反应生成含有纳米TiC颗粒的TiC‑Al中间合金;
(2)搅拌铸造
a.预热:将纳米TiC‑Al中间合金放入电阻炉中,加热至400‑500℃进行预热,并保温60~120分钟;
b.Al‑Si合金熔化:将Al‑Si合金放入熔炼炉中,加热至700‑800℃熔化,加入精炼剂保温,打渣后加热至850~950℃,保温处理;
c.添加:将预热的纳米TiC‑Al中间合金加入Al‑Si熔体中,待全部熔化后搅拌,然后浇注成型;
(3)热处理
a.固溶热处理:将制备的复合材料放入电阻箱式炉中,固溶处理温度为480~530℃,时间为2~6小时;
b.时效热处理:将制备的复合材料放入电阻箱式炉中,时效温度为150~200℃,时间为
4~8小时。
2.根据权利要求1所述的原位纳米TiC颗粒增强Al‑Si基复合材料的制备方法,其特征在于:所述TiC颗粒为原位颗粒,尺寸为纳米级,形状为近球形。
3.根据权利要求2所述的原位纳米TiC颗粒增强Al‑Si基复合材料的制备方法,其特征在于:TiC颗粒的尺寸为50~100nm。
4.根据权利要求1所述的原位纳米TiC颗粒增强Al‑Si基复合材料的制备方法,其特征在于:纳米TiC颗粒中Al粉的重量占比为60‑90%,CNTs粉与Ti粉的质量比为0.5‑1.0:1。
5.根据权利要求1所述的原位纳米TiC颗粒增强Al‑Si基复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中Al粉、Ti粉和多壁碳纳米管粉末粒度均小于44μm。
6.根据权利要求1所述的原位纳米TiC颗粒增强Al‑Si基复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中压制成型后压坯紧实率为70±6%。