[發明專利]提高純金屬強度與塑性的方法

在審

• 申請號: 201510988166.3
• 申請日: 2015-12-27
• 公開（公告）號: CN105772504A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 何枇林;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 佛山市領卓科技有限公司
• 主分類號: B21B1/22
• 分類號: B21B1/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種提高純金屬強度與塑性的方法，其特征在于：采用磁控濺射與異步軋制的方法，采用微變形、室溫多次軋制的方法，將其軋制成初始厚度的0.5～2%以下。軋制后的顯微組織中的晶粒由兩種不同粒度范圍的晶粒組成，一種為粗晶粒，一種為細晶粒；細晶粒的粒度范圍是10?200納米，粗晶粒的粒度范圍是0.3微米－5微米。本方法在提高金屬強度的同時，還能提高金屬的塑性。

技術領域

本發明涉及一種高性能純金屬材料的制備方法，尤其是一種高強度高塑性純金屬及其制備方法。

背景技術

純金屬具備優異的性能，但是一般來說強度不高，因此常常采用合金化的手段制備成合金來提升其強度，不過這回損失塑性。對于純金屬的加工方法，一般局限于高溫壓力加工。同時能夠提高純金屬的強度與塑性，是研究工作者追求的目標。

中國專利CN 105080966 A提供了一種納米晶金屬極薄帶的制備方法,按以下步驟進行:(1)采用的原料為鋼、銅、鋁、鎳、鈦或鉬帶材,或上述金屬的合金帶材作為軋件,厚度為200～5000μm；(2)設置異步極薄帶軋機的軋制速度、異速比、異速比調節步長、預壓緊力和前后張應力；(3)啟動軋機對軋件進行一個道次軋制,軋制時在線調節異速比(；4)測量軋件的厚度,并重新對軋制速度、異速比、異速比調節步長、前后張力和預壓緊力進行設定；(5)啟動軋機對軋件進行下一道次軋制,軋制時在線調節異速比；(6)重復步驟2到5,直至軋件被軋制至厚度為1～5μm。本發明的方法可實現納米晶金屬極薄帶生產的連續化,且無須中間退火。

中國專利CN 104846363 A提出了一種納米結構純鈦板的制備方法,一種納米結構純鈦板的制備方法,包括如下階段:(1)鈦粉粒子的選擇:選擇低氧、低氫的高純鈦粉粒子,鈦粉粒子的粒徑分布范圍是5-200μm；(2)高速噴射沉積法制備純鈦板坯:將鈦粉粒子加速,高速鈦粉粒子與基板碰撞,使鈦粉粒子發生強烈的塑性變形而沉積形成純鈦板坯；(3)板坯的熱處理:將得到的純鈦板坯進行熱處理；(4)熱軋。該方法制備的金屬鈦板晶粒尺寸細小,為納米晶,組織均勻,性能優異,克服了純鈦板強度低的缺點,硬度為普通純鈦板的2倍以上,同時繼承了普通純鈦板優良的耐蝕性能、耐熱性能和生物相容性等優點。本發明工藝簡單、可控性好、生產效率高,有助于工業化應用。

中國專利10162923提出了一種超細晶純鐵的制備方法,包括:選擇待軋制材料,在900℃下保溫5小時；同步軋制和異步異速軋制；保溫后在常溫下進行二次同步軋制,制成超細晶純鐵。本發明采用上述方案,通過簡單步驟制得晶粒尺度為0.9ΜM,大角度晶界(Θ≥15°)含量達到65％以上的超細晶組織。經單軸拉伸試驗表明,材料經過異步軋制后屈服強度有了顯著提高。

發明內容：

發明目的：為了挖掘純金屬材料的潛能，本發明提供了一種同時提高純金屬強度與塑性的方法。常規的壓延加工常常只能將純金屬的延展性拓展到10000％以內，對于一些難于加工的材料，如鎂合金與鈦合金，其延展性則非常低。而本發明采用微加工的方法，在常溫下扎制，能夠將銅等立方晶系的純金屬的延展性擴充到50000％以上，鎂、鈦等金屬的延展性也能達到5000％以上。加工后的純金屬的顯微組織中的晶粒由兩種不同粒度范圍的晶粒組成，一種為粗晶粒，一種為細晶粒；細晶粒的粒度范圍是10-200納米，粗晶粒的粒度范圍是0.3微米－5微米。其中晶晶粒的體積分數70％以上，粗晶粒的體積分數在30％以下，粗晶粒分布在細晶粒中。該純金屬的強度高，而且塑性優異。

本發明的技術方案如下:

采用純金屬作為靶材，制備顯微組織分層的純金屬板材。在室溫下采用異步軋制的方法，每次變形量控制在5％以內，采用多次軋制，最終純金屬的厚度在原始厚度的0.5～2％以下，由此制備一種高強度的純金屬材料。

具體制備方法包括以下步驟：

1.采用純金屬作為靶材，制備顯微組織分層的純金屬板材；