粉末冶金法制備復合材料的具體工藝包括以下幾個步驟。
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增強體分布不均勻及大量的團聚、分層等現象,通常較為常用且有效的是球磨。
二.粉末預壓。
在混粉結束后,即進行粉末預壓處理。粉末預壓成形方法主要有冷壓和冷等靜壓。相比之下,冷壓是最為經濟、常用的粉末預壓成坯法。在鋁合金粉末預壓后,一般要求預壓坯密度為復合材料密度的70%~80%,以利于脫氣階段氣體的逸出。由于鋁粉和增強體容易吸附水蒸氣并氧化,粉末生坯在加熱過程中將釋放大量的水蒸氣、氫氣、二氧化碳和一氧化碳氣體。因此,生坯在熱加工前應經過除氣處理,避免制品中出現氣泡和裂紋;除氣溫度一般應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生氣泡和分層。但是如果溫度過高,鋁合金中其它一些元素可能出現燒損,還會使合金中起強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,對其進行致密化處理,即燒結、熱壓、熱等靜壓及熱擠壓松散的粉末或預壓的粉末。在確保低成本和高生產率的情況下,通過單軸冷擠壓成坯,經過除氣后,以一定速率升至一定的溫度,并按照一定的擠壓比進行熱擠壓,再進行后期的熱處理,得到最終的材料。這種將粉末冶金與后續致密化處理(如擠壓、軋制等)結合起來的粉末成形工藝,使粉末能夠在短時高溫、高壓作用下發生塑性變形,進而實現粉末顆粒間的結合,這種工藝在目前粉末冶金法制備鋁基復合材料的研究中使用較多。