[發(fā)明專利]耐腐蝕高強度高模量鋁基復(fù)合材料的熱處理方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810244718.X
• 申請日: 2008-11-26
• 公開（公告）號: CN101736212A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張建平;毛建偉;樂永康
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州有色金屬研究院有限公司
• 主分類號: C22F1/04
• 分類號: C22F1/04
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 陳忠輝;姚姣陽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金屬基復(fù)合材料的熱處理方法，尤其涉及一種耐腐蝕高強度高模量鋁基復(fù)合材料的熱處理方法，屬于材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鋁基復(fù)合材料具有重量輕，比強度、比剛度和剪切強度高，熱膨脹系數(shù)低，熱穩(wěn)定性、導(dǎo)熱、導(dǎo)電、耐腐蝕性能良好等優(yōu)點，逐漸成為航空、航天、汽車、電子工業(yè)等領(lǐng)域的理想材料。

中國專利200410023090.2公開了一種改善超高強鋁合金強韌性的熱處理工藝，從控制時效處理工藝出發(fā)，通過先進行高溫短時時效，促進晶內(nèi)富溶質(zhì)原子團簇和GP區(qū)形核，固溶處理工藝為450℃～480℃/30分鐘～120分鐘，高溫時效工藝為100℃～140℃/30分鐘～180分鐘，低溫時效溫度為40℃～80℃，雖能提高合金韌性水平，但難以滿足航空、航天、高新技術(shù)等行業(yè)對高強度、高模量、耐腐蝕的要求。

中國專利95195922.0公開了鋁合金板材的熱處理方法，該方法包括使熱軋或冷軋鋁合金板材經(jīng)受固溶熱處理，隨后淬火，并在基本時效硬化發(fā)生之前，使該合金板材再經(jīng)受一次或多次后繼熱處理，這后繼熱處理包括將該板材加熱到100～300℃范圍內(nèi)的某一峰值溫度然后使該板材在峰值溫度下保持一段時期，時間小于約1分鐘，再使該合金板材從峰值溫度冷卻到溫度85℃或更低。經(jīng)這樣處理過的板材能用作汽車用板材，但此方法工藝復(fù)雜，成本高，也無法滿足鋁基復(fù)合材料耐腐蝕高強度高模量要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種耐腐蝕高強度高模量鋁基復(fù)合材料的熱處理方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

耐腐蝕高強度高模量鋁基復(fù)合材料的熱處理方法，材料成分質(zhì)量百分比為Zn?1.0～10.0wt％，Mg?0.5～4.0wt％，Cu?0.1～3.0wt％，Zr?0～0.15wt％，Mn≤0.1wt％，Cr≤0.1wt％，TiB₂?1～15wt％，余量為Al，特點是：具體包括以下工藝步驟——

①固溶處理：采用鼓風(fēng)廂式固溶熱處理爐進行固溶處理，固溶溫度在440～480℃，固溶時間20～180min，使合金元素以溶質(zhì)原子的形式溶入鋁合金基體，提高鋁基復(fù)合材料的固溶度，提高時效強化效果；

②淬火處理：將固溶處理獲得的過飽和固溶體保留在室溫下，采用水為淬火介質(zhì)，水溫15～50℃，從固溶處理到淬火處理轉(zhuǎn)移過程時間控制在1s～30s；

③時效處理：采用循環(huán)攪拌油浴爐進行時效處理，時效溫度90～150℃，時效時間17～29h，使過飽和溶質(zhì)原子以溶質(zhì)原子團簇和GP區(qū)的形式析出。

進一步地，上述的耐腐蝕高強度高模量鋁基復(fù)合材料的熱處理方法，先固溶處理，固溶溫度為460℃，固溶時間120min；再淬火處理，水溫20℃，從固溶處理到淬火處理轉(zhuǎn)移過程時間為5s；最后時效處理，時效溫度120～130℃，時效時間27～29h；使鋁基復(fù)合材料抗拉強度達到峰值。

更進一步地，上述的耐腐蝕高強度高模量鋁基復(fù)合材料的熱處理方法，先固溶處理，固溶溫度為460℃，固溶時間120min；再淬火處理，水溫20℃，從固溶處理到淬火處理轉(zhuǎn)移過程時間為5s；最后時效處理，時效溫度90～95℃，時效時間28～29h；使鋁基復(fù)合材料彈性模量達到峰值。

再進一步地，上述的耐腐蝕高強度高模量鋁基復(fù)合材料的熱處理方法，先固溶處理，固溶溫度為460℃，固溶時間120min；再淬火處理，水溫20℃，從固溶處理到淬火處理轉(zhuǎn)移過程時間為5s；最后時效處理，時效溫度130～140℃，時效時間22～28h；使鋁基復(fù)合材料耐腐蝕性能達到峰值。

本發(fā)明技術(shù)方案突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在：

本發(fā)明熱處理方法采用固溶處理、淬火處理、時效處理，大幅度提高鋁基復(fù)合材料強度；在不影響鋁基復(fù)合材料強度的基礎(chǔ)上，提高鋁基復(fù)合材料的彈性模量；在不影響鋁基復(fù)合材料強度的基礎(chǔ)上，提高鋁基復(fù)合材料的耐腐蝕性能。該方法熱處理流程簡單，工藝流程短，生產(chǎn)設(shè)備要求低，易于實現(xiàn)工業(yè)規(guī)模化熱處理，經(jīng)濟效益和社會效應(yīng)顯著。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步說明：

圖1：時效溫度、時效時間對抗拉強度影響關(guān)系示意圖；

圖2：時效溫度、時效時間對屈服強度影響關(guān)系示意圖；

圖3：時效溫度、時效時間對延伸率影響關(guān)系示意圖；

圖4：時效溫度、時效時間對彈性模量影響關(guān)系示意圖。

具體實施方式

以下通過具體的實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的描述。

實施例1：