[發明專利]一種高模量、超高強TiB2顆粒增強Al?Zn?Mg?Cu復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710022771.4
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106834833A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 陳子勇;李賀;柴麗華;王海靖;史國棟;金頭男;相志磊
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22C32/00;C22C1/10;C22F1/053
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 張立改

1.一種TiB₂顆粒增強高鋅Al-Zn-Mg-Cu復合材料，其特征在于：以高鋅含量的Al-Zn-Mg-Cu合金為基體，質量分數為6％-10％，且平均尺寸小于1μm的TiB₂為增強顆粒，基體合金質量百分比組份Zn：9-11％，Mg：1.0-2.5％，Cu：1.0-1.5％，Zr：0.05-0.20％，余量為Al。

2.按照權利要求1所述的TiB₂顆粒增強高鋅Al-Zn-Mg-Cu復合材料，其特征在于，TiB₂顆粒分布均勻，基體強化相納米級MgZn2相均勻分布于鋁基體。

3.制備權利要求1所述的TiB₂顆粒增強高鋅Al-Zn-Mg-Cu復合材料的方法，其特征在于：

采用兩步法制備復合材料，即將原位制備顆粒與基體合金熔鑄分離；具體包括以下步驟：

(1)以鋁錠、Al粉、Ti粉、TiO₂、H₃BO₃為原料，其中總Ti/B的摩爾比＝1:4，Al粉、Ti粉和TiO₂的質量比為2:2:3，采用熔體自蔓延直接合成法制備質量分數較高、平均尺寸低于1μm的Al-TiB₂中間合金；中間合金主要物象組成為α-Al、TiB₂，其中還有殘留的TiAl₃；TiB₂與基體界面潔凈，結合程度高。

(2)以純鋁、純鎂、純鋅、Al-50％Cu、Al-4％Zr中間合金為原料，以步驟(1)中制備的Al-TiB₂中間合金為基體，通過上述原料調整TiB₂顆粒的質量分數為6％-10％，在720-780℃溫度下熔制成合金溶液，澆鑄溫度為720-750℃；

(3)待步驟(2)澆鑄好的復合材料冷卻后，并在420-470℃/25-45h進行均勻化處理，對復合材料鑄錠在330-430℃進行擠壓，擠壓比為(15-20):1；

(4)將步驟(3)擠壓好的復合材料板材進行T6熱處理，最終獲得TiB₂/Al-Zn-Mg-Cu復合材料。