[發(fā)明專利]一種高阻尼鎳鈦絲增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610870042.X
• 申請(qǐng)日: 2016-10-02
• 公開（公告）號(hào): CN106319400B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江鴻杰;秦紅波;楊振興;李飛龍;尋茁圃
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C47/08
• 分類號(hào): C22C47/08;C22C49/06;C22C49/14;C22C111/02
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高阻尼鎳鈦絲增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

鋁基復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、低密度、高阻尼和高耐磨性等優(yōu)點(diǎn)，在高速列車中具有廣泛的應(yīng)用前景。目前生產(chǎn)鋁基復(fù)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(diǎn)，例如金屬絲與鋁基體潤濕性差，制備的金屬絲增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料中存在少量微裂紋和較低的經(jīng)濟(jì)效益等。鑄造熱軋做為一種嶄新的方法克服了上述的缺點(diǎn)，近年來，人們利用該方法已經(jīng)生產(chǎn)出了多種鋁基復(fù)合材料，比如SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料、Al₂O₃顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料和ZrO₂顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料ZnO₂強(qiáng)化鋁基復(fù)合材料。這些鋁基復(fù)合材料的增強(qiáng)相均為脆性陶瓷顆粒，使得材料整體的阻尼性能受到了很大程度的限制，降低了材料的抗振和吸音效果，影響了高速列車車體和組件的安全性和舒適性。因此，在選擇高速列車車體和組件的材料時(shí)，阻尼性能必須要考慮在內(nèi)。用高強(qiáng)高阻尼的鎳鈦絲增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料有可能提高原有鋁基復(fù)合材料的力學(xué)性能和阻尼性能，進(jìn)而達(dá)到高速列車組件和車體材料的要求。到目前為止，通過鑄造熱軋方法生產(chǎn)鎳鈦絲增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的報(bào)道至今還尚未發(fā)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高阻尼、高硬度、高強(qiáng)度性能的鎳鈦絲增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料及其制備方法。

本發(fā)明涉及的高阻尼鎳鈦絲增強(qiáng)鋁基復(fù)合材中，增強(qiáng)相為直徑0.1-0.4mm的鎳鈦絲，基體為2mm厚的退火態(tài)1060純鋁板，鎳鈦絲在鋁基體中的體積百分含量為：2%-5%。

高阻尼鎳鈦絲增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法具體步驟為：

（1）將退火態(tài)1060純鋁板和等原子比的鎳鈦絲表面用400號(hào)砂紙進(jìn)行打磨，然后用超聲波儀器在水中進(jìn)行清洗。

（2）將直徑0.1-0.4mm的等原子比鎳鈦絲均勻且平行的鋪在兩片規(guī)格為50mm×20mm×2mm的純鋁板之間，鎳鈦絲在鋁基體中的體積百分含量為2%-5%，然后將兩片純鋁板放入規(guī)格為52mm×22mm×10mm的石墨模具的鑄槽中。

（3）將石墨模具放入馬弗爐中，升溫至700-750℃，保溫30分鐘后取出模具，待模具中的復(fù)合板材溫度降至350-400℃后，立即將模具中的復(fù)合板材取出，并在軋機(jī)上進(jìn)行軋制，軋制的過程中不使用潤滑油，軋制速度為0.2-0.5m/s，壓下量為40%，軋制完成后空冷至室溫。

本發(fā)明制備的高阻尼鎳鈦絲增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料具有優(yōu)異的阻尼性能和力學(xué)性能，其阻尼性能大幅度提高，100℃時(shí)內(nèi)耗值為0.0886-0.1098，300℃時(shí)內(nèi)耗值為0.1042-0.1267，屈服強(qiáng)度為162-192MPa、抗拉強(qiáng)度為180-205MPa，分別為退火態(tài)1060純鋁的7-9倍、4-5倍、4-5倍和2-3倍。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1獲得的高阻尼鎳鈦絲增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的金相圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1獲得的高阻尼鎳鈦絲增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料與1060鋁板材的內(nèi)耗曲線圖。

具體的實(shí)施方式

實(shí)施例1：

將兩片規(guī)格為50mm×20mm×2mm的退火態(tài)1060工業(yè)純鋁板(南南鋁加工有限公司生產(chǎn))表面用400號(hào)砂紙進(jìn)行打磨，然后用超聲波儀器在水中進(jìn)行清洗；將直徑為0.4mm的等原子比鎳鈦絲(北京有色金屬研究院提供)均勻且平行的鋪在兩片純鋁板之間，鎳鈦絲在鋁基體中的體積百分含量為5%，然后將兩片純鋁板放入規(guī)格為52mm×22mm×10mm的石墨模具的鑄槽中；將石墨模具放入馬弗爐中，升溫至700℃，保溫30分鐘后取出模具，待模具中的復(fù)合板材溫度降至400℃后，立即將模具中的復(fù)合板材取出，并在軋機(jī)上進(jìn)行軋制，軋制的過程中不使用潤滑油，軋制速度為0.2m/s，壓下量為40%，軋制完成后空冷至室溫；最終得到鎳鈦絲均勻且平行分布的Al/5vol%NiTi高阻尼鎳鈦絲增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。

實(shí)施例2：