[發(fā)明專利]一種半固態(tài)粉末軋制法制備的SiCp/AA2024復(fù)合帶材

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• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN109837410A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高明超
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽東青科技有限公司
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C1/10;C22C21/00;C22C32/00
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為了改善粉末合金的硬度、耐磨性，設(shè)計了一種半固態(tài)粉末軋制法制備的SiCp/AA2024復(fù)合帶材。采用AA2024鋁合金粉末與SiC顆粒為原料，所制得的半固態(tài)粉末軋制法制備的SiCp/AA2024復(fù)合帶材，其硬度、致密化程度、抗彎強度都得到大幅提升。其中，半固態(tài)粉末軋制法可制備性能良好的SiCp/AA2024復(fù)合帶材。隨粉末加熱溫度升高，帶材更致密，SiC與基體合金形成良好的冶金結(jié)合，獲得細小的球狀或近球狀顯微組織。SiC顆粒與基體不發(fā)生顯著的界面反應(yīng)，沒有生成對體系危害較大的Al4C3相。與AA2024合金帶材相比，SiCp/AA2024復(fù)合帶材具有更高的屈服強度和抗拉強度，但韌性略低。本發(fā)明能夠為制備高性能的SiCp/AA2024復(fù)合帶材提供一種新的生產(chǎn)工藝。

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種粉末冶金材料，尤其涉及一種半固態(tài)粉末軋制法制備的SiCp/AA2024復(fù)合帶材。

背景技術(shù)

粉末軋制是用金屬粉末為原料直接軋制金屬成材的工藝。這種工藝比傳統(tǒng)的經(jīng)過冶煉、鑄錠、開坯、軋制成材等工序的工藝簡單，成材率為85～90%。但由于金屬粉末成本較高，生產(chǎn)率低，所以這種工藝主要用于生產(chǎn)特殊性能的材料。

粉末軋制通過將粉末不斷地喂入兩個轉(zhuǎn)動的軋輥縫隙之間，依靠軋輥的壓力軋制成具有一定機械強度的板帶坯料的成形方法。由此獲得的坯料經(jīng)過預(yù)燒結(jié)、燒結(jié)和再燒結(jié)后經(jīng)過軋制加工可制成多孔和致密的粉末冶金板帶材。按帶材出輥方向的不同，粉末軋制可分為垂直、水平和傾斜3種形式，其中以垂直形式最為普遍。粉末軋制可生產(chǎn)特種板帶材，如雙層或多層金屬帶材，難熔金屬化合物、磁性材料、減摩材料以及多孔材料等帶材。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了改善粉末合金的硬度、耐磨性，設(shè)計了一種半固態(tài)粉末軋制法制備的SiCp/AA2024復(fù)合帶材。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

半固態(tài)粉末軋制法制備的SiCp/AA2024復(fù)合帶材的制備原料包括：AA2024鋁合金粉末與SiC顆粒。

半固態(tài)粉末軋制法制備的SiCp/AA2024復(fù)合帶材的制備步驟為：將原始粉末按實驗設(shè)計方案稱重、配料，配好后倒入行星球磨機中進行濕磨，球料比為5:1，球磨時間為18h。球磨結(jié)束后，將制得的粒料進行真空干燥，隨后放入脫蠟-低壓燒結(jié)一體爐中進行燒結(jié)。將燒結(jié)好的試樣放入軋機中進行軋制。

半固態(tài)粉末軋制法制備的SiCp/AA2024復(fù)合帶材的檢測步驟為：物相組成采用X射線衍射儀分析，金相組織采用金相顯微鏡觀察，斷口形貌通過掃描電鏡觀察，抗拉強度采用MT5105微機控制電子萬能試驗機測試。

所述的半固態(tài)粉末軋制法制備的SiCp/AA2024復(fù)合帶材，半固態(tài)粉末軋制法可制備性能良好的SiCp/AA2024復(fù)合帶材。隨粉末加熱溫度升高，帶材更致密，SiC與基體合金形成良好的冶金結(jié)合，獲得細小的球狀或近球狀顯微組織。與AA2024合金帶材相比，SiCp/AA2024復(fù)合帶材的基體晶粒更細小。

所述的半固態(tài)粉末軋制法制備的SiCp/AA2024復(fù)合帶材，SiC顆粒與基體不發(fā)生顯著的界面反應(yīng)，沒有生成對體系危害較大的Al4C3相。

所述的半固態(tài)粉末軋制法制備的SiCp/AA2024復(fù)合帶材，粉末在600℃范圍內(nèi)加熱，SiCp/AA2024復(fù)合帶材和AA2024帶材的屈服強度、抗拉強度及伸長率都隨加熱溫度升高而顯著提高。SiCp/AA2024復(fù)合帶材的屈服強度介于400MPa之間，抗拉強度為475MPa，伸長率為3.5%，斷裂方式以脆性斷裂為主，與AA2024合金帶材相比，SiCp/AA2024復(fù)合帶材具有更高的屈服強度和抗拉強度，但韌性略低。

本發(fā)明的有益效果是：