[發明專利]一種鋁-鎢復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210071552.2
• 申請日: 2012-03-19
• 公開（公告）號: CN102703768A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 劉日平;劉崇宇;馬明臻;王強;賈元智
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/00
• 代理公司: 石家莊一誠知識產權事務所 13116
• 代理人: 續京沙

技術領域

本發明涉及一種金屬復合材料及其制備方法。

背景技術

鋁基復合材料具有低密度、高拉伸強度、高彈性模量和高耐磨性等優點。因此，鋁基復合材料在航空航天中具有很大的應用潛能。目前生產鋁基復合材料的方法大多為擠壓鑄造法、無壓浸滲法和噴射成形法，這些方法存在一定的缺點，比如強化顆粒在基體中分散不均勻，強化顆粒與鋁基體潤濕性差，制備的復合材料孔隙度高和較低的經濟效益等。累積疊軋焊做為一種嶄新的方法克服了上述的缺點，近年來，人們利用該方法已經生產出了多種鋁基復合材料，比如B₄C強化鋁基復合材料，SiC_P強化鋁基復合材料，Al₂O₃強化鋁基復合材料，SiO₂強化鋁基復合材料，ZrO₂強化鋁基復合材料和ZnO₂強化鋁基復合材料。這些鋁基復合材料的增強相均為陶瓷顆粒，因此，他們的導電性能受到了很大程度的限制。靜電積聚嚴重地威脅了航空組件的安全。因此，在選擇航空組件的材料時，電導率必須要考慮在內。用硬度較高的金屬鎢顆粒增強鋁基復合材料有可能在不犧牲原有鋁基復合材料優良力學性能的前提下解決它們導電率低下的問題，進而達到航空組件材料的要求。到目前為止，通過累積疊軋焊方法生產純金屬顆粒增強鋁基復合材料的報道至今還尚未發現。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有高強度、高硬度、優異導電性能的鋁-鎢復合材料及其制備方法。本發明主要是利用工業純鋁板材和適量的純鎢金屬顆粒作為原料，借助于累積疊軋焊手段，可得到具有優異力學性能和導電性能的鋁-鎢復合材料。

本發明的技術方案如下：

一、本發明的鋁-鎢復合材料為純鎢顆粒增強鋁基復合材料，鎢在鋁中的含量體積比為：1.4%-4.2%。

二、上述鋁-鎢復合材料的制備方法：

1、原材料：退火態1060工業純鋁板材和直徑為10-15μm的純鎢顆粒。

2、合成復合板材：將鋁板表面用鋼絲刷進行打磨，然后用酒精進行清洗。將體積比為0.35%-1.05%的純鎢顆粒均勻鋪在兩片鋁板之間；將兩片板材疊放好后放入馬弗爐中，加熱溫度為280-350℃，加熱5-20分鐘后在軋機上進行軋制。軋制的過程中不使用潤滑油，軋制速度為0.4-0.8m/s，壓下量為50%。軋制完成后空冷至室溫。以上過程為第一道次軋制。

將第一道次軋制后的復合板材從中間切斷，分別用鋼刷和酒精對板材表面進行打磨、清洗，在切斷后的兩板材之間均勻鋪放與第一道次質量相同的純鎢顆粒，其加熱、軋制與第一道次相同。重復剪切、打磨清洗、鋪放純鎢顆粒、疊放、加熱和軋制至第4道次。合成出鎢體積比為1.4%-4.2%的鋁-鎢復合材料板材。

3、顆粒均勻化處理：在不加入純鎢顆粒的條件下，將上述合成的鋁-鎢復合材料板材按照上述方法進行11次循環的剪切、打磨清洗、疊放、加熱和軋制。

本發明與現有技術相比具有如下優點：本發明的鋁基復合材料在不破壞純鋁優良導電性能的前提下，力學性能得到了大幅的提高。其屈服強度為130-152MPa、抗拉強度為145-160MPa、布氏硬度為50-63HB，分別為退火態1060工業純鋁的3.25-3.8倍、1.812-2倍和1.72-2.172倍。由于制備該種復合材料時，沒有引入金屬間化合物，所以導電性能良好，其導電率為2.70-2.83μΩ·cm，分別為退火態1060工業純鋁、2024?T3態鋁合金、5052?H1態鋁合金、6061?T6態鋁合金、7075?T6態鋁合金的1.01-1.04倍、0.46-0.48倍、0.54-0.56倍、0.68-0.7倍和0.52-0.54倍。

附圖說明

圖1為本發明實施例1獲得的復合材料板材的XRD圖譜。

圖2為本發明實施例1獲得的復合材料板材的金相圖。

具體的實施方式：

實施例1