[發明專利]一種雙金屬網絡互穿復相型材的制造方法

有效

• 申請號: 201010157186.3
• 申請日: 2010-04-27
• 公開（公告）號: CN101825218B
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 王守仁;馬茹;王勇;崔敏
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: F16S5/00
• 分類號: F16S5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及金屬材料技術領域，尤其涉及一種雙金屬網絡互穿復相型材的 制造方法。

背景技術

鋁合金、鎂合金以及鋁、鎂基復合材料，因其重量輕、比強度高等特點， 在航空航天、機械、電子、汽車等工業領域得到了較大應用。但因其強度較低 等原因而使鋁、鎂合金及其復合材料的發展受到了限制。銅合金及其復合材料 由于具有良好的塑韌性而在航空航天、機械、電子、汽車等工業領域應用廣泛， 但其強度與鋼鐵相比仍有局限。發明以有色金屬鋁、鎂、銅及其合金為基體相， 以三維編織網絡結構的高強度金屬骨架為增強相，制造增強相與基體互相貫穿 和連通的新型有色金屬復合型材，可在航空航天、機械制造及汽車領域替代現 有傳統材料，成為一種應用前景可觀的高強復合型材。例如利用這種方法制造 的鎂合金復合型材具有比傳統鎂合金高很多的強度，又具有鎂合金質量輕的特 點，可在不損失密度優勢的情況下大幅度提高材料的強度。近年來，人們以陶 瓷為網絡結構增強相、以金屬為增韌相，制備出一系列網絡互穿的有色金屬基 復合材料，并對其微觀結構及其力學性能問題進行了大量研究，在一定程度上 取得了可喜進展。由于增強體陶瓷材料的高強度、高硬度、高彈性模量和良好 耐熱性，使有色金屬基復合材料在耐磨性和耐熱性等方面發揮了一定優勢。但 是，陶瓷材料的固有脆性，使金屬基復合材料的網絡骨架在后續的變形過程(擠 壓、軋制、熱壓和鍛造等)中會脆斷，造成材料性能的下降，不適合作為形變 結構材料使用。利用三維編織的碳鋼如Q325和不銹鋼如302(1Cr18Ni9)、 304(0Cr18Ni9)等鋼絲作為網絡結構增強體，利用液態熔體浸滲法制備的有色金 屬基復合材料，即網絡互穿結構雙金屬復合型材，可進行后序的冷熱擠壓、軋 制、拉拔及鍛造等變形，利用碳鋼和不銹鋼等鋼絲比鎂合金強度高很多的優勢， 制備出一種碳鋼和不銹鋼等網絡骨架宏觀增強的以有色合金為基體的有色金屬 與鋼網絡互穿的可以塑性變形的雙金屬復合材料，這種材料具有增強相與有色 金屬基體相相互交叉，相互貫穿，相互滲透，相互纏結和盤繞的特點，經后序 變形后就像多股繩擰結在一起，能夠在最大程度上提高鎂合金的力學性能。有 色金屬與鋼鐵互穿的雙金屬復合型材的研究，一方面大大提高了材料的力學性 能(與有色合金基體比較)，另一方面又保持了有色合金基體的特點和優勢，大 大拓展了有色金屬基復合材料的使用范圍，成為一種具有廣泛應用前景的新型 工程結構材料。

發明內容

本發明所要解決的技術問題提供一種雙金屬網絡互穿復相型材的制造方 法，該方法可以通過簡單的步驟獲得雙金屬網絡互穿復相型材。

一種雙金屬網絡互穿復相型材的制造方法，其特征在于：包括以下步驟：

a.選取直徑為Φ0.2-2的線材經酸洗后在含有丙酮的超聲波清洗池中清洗5-10分鐘， 在150～200℃烘箱中烘干，所述線材的材料為碳素鋼或合金鋼；

b.將所述線材采用三維五向編織技術編織成空間三維網絡骨架，編織角為28.36 °，通孔率為100％；

c.將所述空間三維網絡骨架進行超聲波清洗，并進行干燥處理；

d.將提前根據設計要求制造好的模具內腔噴刷涂料，所述涂料成分為：40％鈦白 粉+20％石墨+40％水，將所述網絡骨架放入模具中一起預熱，預熱溫度根據基體合金而 定；

e.將熔煉好的金屬溶液澆入到模腔中，采用負壓浸滲技術，澆注完成后保溫20分 鐘，空冷后得到復相型材，所述的金屬溶液為鋁合金、銅合金或鎂合金；

f.將所述型材進行均勻化退火和去應力退火，切除外表面氧化皮，使表面粗糙度 達到12.5μm以上；

g.將所述型材放入擠壓、軋制或拉拔模具中進行塑性變形，分幾道次進行，中間 安排預熱和熱處理，最終獲得所需要的形狀和尺寸。

采用了上述技術方案后，本發明的有益效果是：通過本發明所揭示的方法， 可以制造出一種雙金屬網絡互穿復相型材，它與合金鑄造成型的工藝不同，是 先采用三維五向編織技術制造網絡多孔骨架，再通過液態金屬熔體浸滲技術制 造網絡互穿的雙金屬復合型材毛坯，然后再將毛坯進行軋制、拉拔、擠壓以及 鍛造等塑性變形，最后成為復合設計要求的各種尺寸和形狀的型材。

具體實施方式

以下實施例是對本發明的進一步說明，其不應被理解成對本發明的限制。

實施例1

1)材料選擇