鋁基復(fù)合材料是以金屬鋁及其合金為基體，以金屬、非金屬顆粒、晶須或纖維為增強(qiáng)體的非均質(zhì)混合物，在航空航天、汽車工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。由于采用法可使增強(qiáng)體以任意比例添加到復(fù)合材料基體中，增強(qiáng)體也易于在宏觀上形成更均勻的分布，且燒結(jié)溫度低，界面反應(yīng)容易控制；同時(shí)，材料的性能和穩(wěn)定性明顯優(yōu)于其他方法制備的材料，所以粉末冶金法成為目前制備鋁基復(fù)合材料Zui常用的一種工藝。

粉末冶金法制備復(fù)合材料的具體工藝包括以下幾個(gè)步驟。

一、混粉

一般混粉的方式有普通干混、球磨及濕混。在這三種混粉方式中，普通干混及濕混容易出現(xiàn)增強(qiáng)體分布不均勻及大量的團(tuán)聚、分層等現(xiàn)象，通常較為常用且有效的是球磨。

二、粉末預(yù)壓

在混粉結(jié)束后，即進(jìn)行粉末預(yù)壓處理。粉末預(yù)壓成形方法主要有冷壓和冷等靜壓。相比之下，冷壓是Zui為經(jīng)濟(jì)、常用的粉末預(yù)壓成坯法。在鋁合金粉末預(yù)壓后，一般要求預(yù)壓坯密度為復(fù)合材料密度的70%～80%，以利于脫氣階段氣體的逸出。由于鋁粉和增強(qiáng)體容易吸附水蒸氣并氧化，粉末生坯在加熱過(guò)程中將釋放大量的水蒸氣、氫氣、二氧化碳和一氧化碳?xì)怏w。因此，生坯在熱加工前應(yīng)經(jīng)過(guò)除氣處理，避免制品中出現(xiàn)氣泡和裂紋；除氣溫度一般應(yīng)等于或者稍高于隨后的熱壓、熱加工變形和熱處理溫度，以避免壓塊中殘存的水和氣體造成材料中產(chǎn)生氣泡和分層。但是如果溫度過(guò)高，鋁合金中其它一些元素可能出現(xiàn)燒損，還會(huì)使合金中起強(qiáng)化作用的金屬間化合物聚集、粗化，降低材料的性能。

三、固化

在粉末除氣后，對(duì)其進(jìn)行致密化處理，即燒結(jié)、熱壓、熱等靜壓及熱擠壓松散的粉末或預(yù)壓的粉末。在確保低成本和高生產(chǎn)率的情況下，通過(guò)單軸冷擠壓成坯，經(jīng)過(guò)除氣后，以一定速率升至一定的溫度，并按照一定的擠壓比進(jìn)行熱擠壓，再進(jìn)行后期的熱處理，得到Zui終的材料。這種將粉末冶金與后續(xù)致密化處理(如擠壓、軋制等)結(jié)合起來(lái)的粉末成形工藝，使粉末能夠在短時(shí)高溫、高壓作用下發(fā)生塑性變形，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)粉末顆粒間的結(jié)合，這種工藝在目前粉末冶金法制備鋁基復(fù)合材料的研究中使用較多。與常規(guī)的粉末冶金法相比，擠壓過(guò)程中粉末顆粒除受到三向壓應(yīng)力外，沿?cái)D壓方向還承受巨大的剪切力，其表面的氧化膜破碎后進(jìn)一步增強(qiáng)了相鄰粉末顆粒間的結(jié)合強(qiáng)度，組織結(jié)構(gòu)細(xì)小均勻且成分偏析少，增強(qiáng)體顆粒無(wú)明顯團(tuán)聚，有利于其在基體中的分布，此外這種方法無(wú)需燒結(jié)，減少了制備工序，降低了成本。相比高成本的熱等靜壓工藝，粉末熱擠壓工藝綜合優(yōu)勢(shì)更為明顯，可直接得到物理和力學(xué)性能優(yōu)異的材料。