CN107774990A - 碳化硅‑过共晶硅铝合金复合材料粉末、制备方法及制品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种碳化硅‑过共晶硅铝合金复合材料粉末，通过调整碳化硅和硅的加入量，使所述复合材料粉末的耐磨性能、导热率、比热容、热膨胀系数、强度可以适应不同滑动/摩擦对偶材料，降低磨损，提高机械效率。本发明提供的所述复合材料粉末的制备方法，结合所述原料组分，在惰性气氛条件下采用急速冷却喷雾造粉工艺，制备的复合材料合金粉末的初生硅晶粒尺寸小于10μm，且包含1‑20μm的SiC微粒，在惰性气氛下急速冷却合金粉末，降低了合金粉末的含氧量，使复合材料合金粉末制品呈现低含氧量，改善了制品的综合机械性能和耐磨性。另外所述制品符合轻量化、微型化的零件发展趋势，具有优异的导热散热性能，机械效率得以大大提高，使用寿命也得以延长。

Description

碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末、制备方法及制品
技术领域
本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末、制备方法及制品。
背景技术
对于滑动/摩擦接触类零件而言，目前使用的原材料主要是以钢铁类材料为主，但是从经济性和材料性质考虑，钢铁类材料虽然可以满足所述机械零件的性能要求，但是用于滑动类和摩擦类零件还存在很大欠缺，具体包括：1)钢铁类材料的莫氏硬度偏低，例如铁的莫氏硬度仅为4-5级，制成滑动或摩擦类零件后与大于其硬度的硬质颗粒产生相对滑动及摩擦时，很容易产生磨损，长期的磨损将导致零件的配合尺寸的变化，引发振动、噪音，并降低机械结构的机械效率等；2)钢铁类材料的导热率偏低，铁的导热率为84-90W/(m·K)，而不锈钢的导热率仅为铁的三分之一，导热率偏低将导致零件滑动摩擦期间产生的热量不能及时散发，尤其是连续高冲击和高载荷的工况下，热量的过度储存将导致机构温度升高，局部温度过高可能导致滑动/摩擦接触对偶件的表面出现粘着磨损，损坏零件并降低机械效率。
现有技术为了解决钢铁类滑动或摩擦类零件的耐磨性，往往通过对钢铁类零件滑动/摩擦副表面进行镀膜来解决技术问题，但是镀膜与底层之间的附着强度较弱，且因热膨胀系数的差异而在频繁冲击和温度起伏下，镀膜容易从底层表面剥离，含陶瓷颗粒的复合镀膜则容易夹带粗颗粒硬质陶瓷颗粒，或因镀膜期间陶瓷颗粒聚集，而擦伤滑动/摩擦类对偶零件，且镀膜工艺的复杂性、高成本和不环保的特性也限制了镀膜工艺的广泛使用。
当前，随着机械结构的轻型化(尤其是便携式设备)、使用舒适性、耐磨性、减振降噪等要求越来越高，因此越来越多的机械结构趋于选择其它轻型、耐磨材料来代替钢铁类材料。铝或铝合金被认为是一种理想代替铁的材料，铝或铝合金具有轻型、合理强度以及良好的加工性等特点，已广泛替代代铁质材料应用于壳体、结构等方面的机械零件，但普通铝或铝合金的莫氏硬度偏低，仅仅为2.75级，易产生磨损，因此限制了普通铝或铝合金在滑动/摩擦类零件方面的应用。
发明内容
基于以上问题，本发明其一目的是提供一种具有高导热率、合理的机械强度、高耐磨性，以及耐磨性可根据滑动/摩擦对偶材料的材料耐磨性在一定范围内可调的碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末。
本发明的再一目的是提供一种所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的制备方法。
本发明的目的还包括提供一种以所述的碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末制备得到的粉末冶金制品。
本发明的技术方案为：
一种碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末，包括以下重量百分比的原料：
5-50％碳化硅；
以及合金组分：20-60％硅、0.5-25％的金属添加物，余量为铝；
所述碳化硅与硅的总量为25-70％。
所述的金属添加物间，或所述金属添加物与硅、铝间可形成金属间化合物。
碳化硅热膨胀系数小，仅为4×10-6/℃，可以起到调节所述复合材料粉末的热膨胀系数，且碳化硅的莫氏硬度达到9.5，用于制备所述碳化硅-过共晶硅铝复合材料粉末，可以大幅提高复合材料粉末的耐磨性。当碳化硅的添加量低于5％时，所述复合材料粉末的耐磨性改善不明显，而当碳化硅的添加量高于50％时，将明显低于所述复合材料粉末的压制性能。
根据本发明的碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末，所述复合材料粉末中加入的碳化硅的粒径为1-20μm。当碳化硅粒度细于1μm时，细粉末将趋于团聚，不利于碳化硅粉末均匀分布；而当粒度粗于20μm时，可能对滑动/摩擦对偶带来划伤，降低构成制品的可加工性，因此碳化硅粉末的粒度范围为1-20μm。
铝是本发明碳化硅-过共晶硅铝合金的最重要的基础金属，铝具有密度低(2.7g/cm3)、高导热率(236W/(m·K))和高的比热容(0.88×103J/(Kg·℃))，可大幅降低所述复合材料的重量，并呈高的导热率和热容。铝与本发明成分中的硅、铜、镁、铁通过构成合金，而成为所述复合材料粉末的基础合金。纯铝的热膨胀系数虽然较高，达到23×10-6/℃，但通过组合硅、碳化硅这类低热膨胀系数材料数量的调节，使得所述复合材料粉末的热膨胀系数处于范围7.5-15×10-6/℃内可调，进而与滑动/摩擦结构的对偶材料的热膨胀系数进行合理配合，如铸铁的热膨胀系数9.2-11.8×10-6/℃。
硅的热膨胀系数为4.2×10-6/℃，是调节本发明所述复合材料粉末的热膨胀系数的主要元素，在本发明所述的复合材料粉末的原料成分中，硅的添加量处于过共晶范围，由于硅铝二元合金中，硅铝合金的共晶点为12％的硅含量，硅的含量超过12％，会形成过共晶硅铝合金，当熔化的二元硅铝合金凝固时，超过12％以上的硅部分，将在凝固过程中以沉析的硅晶粒方式出现，定义为初生硅晶粒由于硅的莫氏硬度达到7，因此，所述初生硅晶粒的生成可以显著提高所述复合材料粉末的耐磨性。在本发明所述的复合材料粉末中沉析出的初生硅的晶粒尺寸为1-10μm，若粒度过粗，将可能对滑动/摩擦对偶表面造成划伤，且降低构成制品的可加工性。
本发明的所述复合材料粉末原料组分中，硅的添加量为20-60％，可以通过急速冷却形成初生硅晶粒细小、均匀的过共晶硅铝合金的技术效果，增强了所述复合材料粉末的耐磨性，且对滑动/摩擦对偶的磨损极低。若硅含量低于20％，形成的初生硅晶粒分布数量少，耐磨性不足以满足滑动/摩擦类制品的使用要求，若其添加量大于60％，则将显著降低所述复合材料粉末的成型性和延展性。
所述碳化硅原料的粒度和初生硅晶粒的尺寸限定在以上范围，赋予了所述复合材料粉末制成的制品的可加工性，可以采用硬质合金或聚晶金刚石刀具进行切削加工，或用金刚石砂轮进行磨削、研磨加工，通过最后的加工使最终零件的尺寸、公差和表面状况得到保证。
所述的金属添加物的种类和含量则可以根据实际所述复合材料粉末的实质用途，即制备的滑动/摩擦接触类零件的耐磨性、强度和韧性要求进行适当调整和选择。
通过以上组分的原料：碳化硅、硅以及金属间化合物形成元素与铝金属配合，制备所得的所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末具有轻质、高导热率、热膨胀系数在一定范围内可调、具有合理的机械强度、高耐磨性以及对对滑动/摩擦对偶材料低磨损的优异使用性能。
根据本发明的碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末，所述金属添加物包括1.0-12％铜、0.1-3.0％镁和0.5-10％铁中的一种或几种。
铜的加入可以在时效处理期间使铜与其它合金组分形成固溶体，改善所述复合材料粉末的强度，铜的添加量限定为1.0-12％，可以改善所述复合材料粉末的强度、韧性和成型性，若铜含量低于1.0％，则强度改善的程度不够，若铜含量超过12％，则将与其它合金组元生成过多的金属间化合物，造成脆性提高，削弱复合合金的成型性。
镁的加入可以有效提高复合合金的强度，在烧结期间镁通过变成液相来加速烧结，同时在时效处理期间沉析出Mg2Si，提高耐磨性的强度。如果成分中的镁含量低于0.1％，则添加的镁不能获得预期效果，而镁含量高于3.0％，则效果的提高幅度不会进一步提升，因此镁的添加量为0.1-3.0％。
铁的加入可以起到改善耐热性和提高高温强度的作用，如果含铁数量低于0.5％，则效果不明显，而高于10％，则将构成大量铁-铝金属间化合物，使材料变脆，成型性降低。
根据本发明的碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末，所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的热膨胀系数为7.5-15×10-6/℃。所述复合材料粉末的热膨胀系数可以通过调节碳化硅以及硅的添加量，在上述范围内进行自由调节，以与滑动/摩擦结构的对偶材料的热膨胀系数进行合理配合，而不会造成因热膨胀系数失谐而造成对偶件之间配合间隙变化，抑制了阻力波动，提高了机械效率。
根据本发明的碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末，所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的的粒度为10-200μm。得到的所述复合材料粉末的粒度限定在10-200μm之间，可在使用所述复合材料粉末制作制品时，在合金液相线温度以下的烧结状态下，硬质颗粒保持原位而不发生迁移，因此，硬质颗粒处于均匀分布的各向同性的状态，消除了普通浇铸法得到所述制品经常呈现的硬质相偏析、粗化、沉析和集聚的现象。
本发明还提供一种所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的制备方法，包括以下步骤：
(1)将所述合金组分熔化得到合金熔化束流；
(2)以高速惰性气体喷射所述合金组分熔化束流，将合金组分熔化束流雾化，产生合金组分的液滴喷射流；
(3)向所述液滴喷射流中注入碳化硅粉末；
(4)将经步骤(3)处理后的液滴喷射流通过气流冷却，收集获得的凝固液滴，得到凝固的合金粉末，即得到所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末；所述合金粉末中存在沉析得到的初生硅晶粒；
步骤(1)-(4)的所述操作均在惰性气氛下进行。
将所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的合金粉末进行过筛，使其粒度符合10-200μm的粒度范围，所述粒度范围可以满足金属粉末烧结制品的性能要求。
所述的碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的制备方法，采用惰性气氛下的急速冷却喷雾造粉工艺与所述原料组分相配合雾化造粉，急速冷却和惰性气氛的保护，结合所述复合材料粉末雾化液滴较小的表面积，在制备过程中使所述复合材料粉末与氧气的接触概率大大降低，降低了雾化粉末的高温氧化程度，得到的所述复合材料粉末呈现出良好的流动性和成型性，且含氧量低，可以采用任意普通粉末冶金法制备机械性能、耐热性和耐磨性可调节的铝制制品。
另外，所述的制备方法配合使用所述的金属添加物铜/镁/铁，相比于使用稀土元素以及钛等元素金属，使所述复合材料粉末的副产品含量大大减少，所述金属添加物的加入可以使所述合金组分的熔点降低，适于使用本发明所述制备方法的惰性气氛下进行的急速冷却喷雾造粉工艺。
所述的碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的制备方法中，所述惰性气氛使用的气体为氮气、氩气或氦气等。
根据本发明的碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的制备方法，在步骤(1)中，所述合金熔化束流的温度为850-1200℃，若合金熔化束流温度过高，熔体的粘度变小，造成液滴尺寸过细；而温度过低，一些组分元素已经出现沉析，则将有可能出现初生硅晶粒偏粗，同时，也有可能造成喷射的喷嘴堵塞的现象。一般情况下，所述合金熔化束流的温度低于步骤(1)中将所述合金组分熔化的熔化温度。
根据本发明的碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的制备方法，在步骤(4)中，所述液滴的凝固速度为104K/sec以上。所述的凝固速度可以实现除碳化硅外的过共晶硅铝合金中的初生硅晶粒急速凝固，使所述初生硅的晶粒尺寸控制在1-10μm。
本发明还提供所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末制得的制品。
根据本发明的制品，通过粉末冶金制作工艺，在低于所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的液相线的烧结温度下通过烧结，制得所述制品。所述复合材料合金粉末可以用于各种常规粉末冶金工艺，包括热等静压法、冷等静压-真空烧结法、烧结热压法、冷压-热压法、冷压-热挤压法、冷压-真空烧结法、冷压-烧结-锻造法等。制得的所述制品可以呈坯锭、半成品、接近净形状和净形状等多种形式。
根据本发明的制品，所述制品还可以经过热处理来进一步提高制品的机械性能，例如固溶处理、水淬火和时效处理，所述固溶处理和时效处理的温度低于所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的液相线温度。
所述制品的烧结温度、固溶处理温度和时效处理温度均低于所述复合材料粉末的液相线温度，因此，所述复合材料中存在的初生硅晶粒，不会出现再次熔化/结晶，所以所述复合材料粉末制品中的初生硅晶粒得以保留。由于在复合合金成分中碳化硅粒度范围为1-20μm，初生硅的晶粒尺寸范围为1-10μm，因此赋予了所制成产品的可加工性，可以采用硬质合金或聚晶金刚石刀具进行切削加工，或用金刚石砂轮进行磨削、研磨加工，通过最后的机加工，使最终零件的尺寸、公差和表面状况得到保证。
所述制品包括但不限于：
汽车零件：缸套、活塞、连杆等；泵类零件，内啮合齿轮、外啮合齿轮等；
空调零件：例如压缩机活塞、阀片、滑片等；
以及其它各个领域的滑动/摩擦零件。
本发明的有益效果为：
本发明提供的一种碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末，通过加入碳化硅，并调整碳化硅和硅的加入量，进而调整了碳化硅和初生硅晶粒的总量，以达到提高所述复合材料粉末的耐磨性能、导热率和比热容，调节所述复合材料的热膨胀系数、耐磨性、强度，以适应不同滑动/摩擦对偶材料，不因热膨胀系数失谐而造成对偶件之间配合间隙变化，不会因滑动/摩擦对偶材料的耐磨性不同而造成滑动/摩擦副磨损严重，同时为滑动/摩擦副提供了热量存储和散热通道，尤其是在高冲击和高载荷下，可以大幅降低滑动/摩擦热导致的高***温度，保持了滑动/摩擦副处于低的温度场下平稳运行，降低了磨损且提高了机械效率。
本发明提供的所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的制备方法，结合所述原料组分，在惰性气氛条件下采用急速冷却喷雾造粉工艺，急速冷却雾化，得到所述复合材料合金粉末内部呈现极低含氧量或无氧状态，且得到的所述复合材料粉末中副产品少，更有利于提高由所述复合材料粉末制备的制品的机械性能。
使用所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末制得的粉末冶金制品，符合轻量化、微型化的零部件发展趋势，具有较高的耐磨性和优异的导热散热性能，其机械效率得以大大提高，使用寿命也得以延长。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
本发明提供一种碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末，原料按照重量百分数，包括以下组分：5％碳化硅；
以及合金组分：60％硅、0.5％的铁以及34.5％的铝。
所述复合材料粉末中的碳化硅的粒径为1-20μm；
所述复合材料粉末中沉析出的初生硅晶粒的晶粒尺寸为1-10μm。
所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的热膨胀系数为7.5×10-6/℃。
所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的的粒度为10-200μm。
所述的碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的制备方法，包括以下步骤：
(1)将所述合金组分熔化得到合金熔化束流，所述合金熔化束流的温度为850℃；
(2)以高速惰性气体喷射所述合金组分熔化束流，将合金组分熔化束流雾化，产生合金组分的液滴喷射流；
(3)向所述液滴喷射流中注入碳化硅粉末；
(4)将经步骤(3)处理后的液滴喷射流通过气流冷却，收集获得的凝固液滴，得到凝固的合金粉末，得到所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末；所述液滴的凝固速度为104K/sec以上；
步骤(1)-(4)的所述操作均在氮气气氛下进行。
所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末制得的制品，所述制品通过粉末冶金制作工艺，在低于所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的液相线温度的烧结温度下通过烧结制得。
实施例2
本发明提供一种碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末，原料按照重量百分数，包括以下组分：50％碳化硅；
以及合金组分：20％硅、1.0％铜、2.0％镁以及27％的铝。
所述复合材料粉末中的碳化硅的粒径为1-20μm；
所述复合材料粉末中沉析出的初生硅晶粒的晶粒尺寸为1-10μm。
所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的热膨胀系数为12.6×10-6/℃。
所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的的粒度为10-200μm。
所述的碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的制备方法，包括以下步骤：
(1)将所述合金组分熔化得到合金熔化束流，所述合金熔化束流的温度为1200℃；
(2)以高速惰性气体喷射所述合金组分熔化束流，将合金组分熔化束流雾化，产生合金组分的液滴喷射流；
(3)向所述液滴喷射流中注入碳化硅粉末；
(4)将经步骤(3)处理后的液滴喷射流通过气流冷却，收集获得的凝固液滴，得到凝固的合金粉末，得到所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末；所述液滴的凝固速度为104K/sec；
(5)将步骤(4)的凝固合金粉末进行过筛，使其粒度复合最终进行制品制备的粒度要求。
步骤(1)-(4)的所述操作均在氮气气氛下进行。
所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末制得的制品，所述制品通过普通粉末冶金制作工艺、固溶处理和时效处理，在低于所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的液相线温度的烧结温度下通过烧结，所述固溶处理和时效处理的温度低于所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的液相线温度。
实施例3
本发明提供一种碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末，原料按照重量百分数，包括以下组分：5％碳化硅；
以及合金组分：20％硅、12％铜、3.0％镁、10％铁以及50％铝。
所述复合材料粉末中的碳化硅的粒径为1-20μm；
所述复合材料粉末中沉析出的初生硅晶粒的晶粒尺寸为1-10μm。
所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的热膨胀系数为15×10-6/℃。
所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的的粒度为10-200μm。
所述的碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的制备方法，包括以下步骤：
(1)将所述合金组分熔化得到合金熔化束流，所述合金熔化束流的温度为1050℃；
(2)以高速惰性气体喷射所述合金组分熔化束流，将合金组分熔化束流雾化，产生合金组分的液滴喷射流；
(3)向所述液滴喷射流中注入碳化硅粉末；
(4)将经步骤(3)处理后的液滴喷射流通过气流冷却，收集获得的凝固液滴，得到凝固的合金粉末，得到所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末；
所述液滴的凝固速度为5×104K/sec；
(5)将步骤(4)的凝固合金粉末进行过筛，使其粒度复合最终进行制品制备的粒度要求。
步骤(1)-(4)的所述操作均在氩气气氛下进行。
所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末制得的制品，所述制品通过粉末冶金制作工艺，在低于所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的液相线温度的烧结温度下通过烧结制得。
所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末制得的制品，所述制品通过粉末冶金制作工艺、固溶处理和时效处理，在低于所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的液相线温度的烧结温度下通过烧结，所述固溶处理和时效处理的温度低于所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的液相线温度。
实施例4
本发明提供一种碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末，原料按照重量百分数，包括以下组分：25％碳化硅；
以及合金组分：30％硅、6％铜、0.1％镁、3.6％铁以及40.7％铝。
所述复合材料粉末中的碳化硅的粒径为1-20μm；
所述复合材料粉末中沉析出的初生硅晶粒的晶粒尺寸为1-10μm。
所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的热膨胀系数为10.2×10-6/℃。
所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的的粒度为10-200μm。
所述的碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的制备方法，包括以下步骤：
(1)将所述合金组分熔化得到合金熔化束流，所述合金熔化束流的温度为985℃；
(2)以高速惰性气体喷射所述合金组分熔化束流，将合金组分熔化束流雾化，产生合金组分的液滴喷射流；
(3)向所述液滴喷射流中注入碳化硅粉末；
(4)将经步骤(3)处理后的液滴喷射流通过气流冷却，收集获得的凝固液滴，得到凝固的合金粉末，得到所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末；所述液滴的凝固速度为8.0×104K/sec；
(5)将步骤(4)的凝固合金粉末进行过筛，使其粒度复合最终进行制品制备的粒度要求。
步骤(1)-(4)的所述操作均在氦气气氛下进行。
所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末制得的制品，所述制品通过粉末冶金制作工艺，在低于所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的液相线的烧结温度下通过烧结制得。
所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末制得的制品，所述制品通过粉末冶金制作工艺、固溶处理和时效处理，在低于所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的液相线的烧结温度下通过烧结，所述固溶处理和时效处理的温度低于所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的液相线。
实验例
以上实施例1-4得到的所述制品具有以下性能特点：
1)轻质，密度为2.5-2.9g/cm3；
2)合理的机械强度，尤其是高温强度和高温抗变形能力；
3)高导热率：130-200W/m·K；
4)热膨胀系数在7.5-15×10-6/℃范围内可调；
5)高耐磨性；
6)对滑动/摩擦对偶材料低磨损。
对实施例1-4得到的所述制品的密度、导热率、热膨胀系数以及滑动/摩擦的机械性能与普通滑动/摩擦零件所使用的材料的物理、机械性质进行比较，结果如表1所示。
表1
由表1可以看出，与传统的灰口铸铁或304不锈钢制得的滑动/摩擦接触类零件相比，本发明由所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末制得的所述制品的密度轻、且导热率高、热膨胀系数在一定范围内可调，可充分根据摩擦副的材料进行调控，具有优异的耐磨性能，对滑动或摩擦对偶的磨损率低。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：
5-50％碳化硅；
合金组分：20-60％硅、0.5-25％的金属添加物，余量为铝；
所述碳化硅与硅的总量为25-70％。
2.根据权利要求1所述的碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末，其特征在于，所述金属添加物包括1.0-12％铜、0.1-3.0％镁和0.5-10％铁中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末，其特征在于，所述碳化硅的粒径为1-20μm。
4.根据权利要求1所述的碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末，其特征在于，所述复合材料粉末中沉析出初生硅晶粒，所述初生硅的晶粒尺寸为1-10μm。
5.根据权利要求1所述的碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末，其特征在于，所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的的粒度为10-200μm。
6.权利要求1-5任一所述的碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将所述合金组分熔化得到合金熔化束流；
(2)以高速惰性气体喷射所述合金组分熔化束流，将合金组分熔化束流雾化，产生合金组分的液滴喷射流；
(3)向所述液滴喷射流中注入碳化硅粉末；
(4)将经步骤(3)处理后的液滴喷射流通过气流冷却，收集获得的凝固液滴，得到凝固的合金粉末，即得到所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末；
步骤(1)-(4)的所述操作均在惰性气氛下进行。
7.根据权利要求6所述的碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述合金熔化束流的温度为850-1200℃。
8.根据权利要求6所述的碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述液滴的凝固速度为104K/sec以上。
9.一种制品，其特征在于，使用权利要求1-5任一所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末制得。
10.根据权利要求9所述的制品，其特征在于，通过粉末冶金制作工艺，在低于所述碳化硅-过共晶硅铝合金复合材料粉末的液相线温度的烧结温度下通过烧结制得。
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