[發明專利]一種鑄造合金或金屬基復合材料的中溫、高壓、快速致密化方法

有效

• 申請號: 201811183460.7
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN109266981B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 王偉;李強;龐曉軒;晏朝暉;龍亮;楊勇
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院材料研究所
• 主分類號: C22F1/04
• 分類號: C22F1/04;C22F1/10;C22F1/18
• 代理公司: 成都天既明專利代理事務所(特殊普通合伙) 51259
• 代理人: 李欽

本發明公開了一種鑄造合金或金屬基復合材料的中溫、高壓、快速致密化方法，屬于材料熱處理領域，目的在于解決在鑄造高溫合金中，出現的氣孔類缺陷較為突出，嚴重影響合金的使用可靠性和鑄件的成品率，以及金屬基復合材料中陶瓷與金屬界面處容易產生孔洞等缺陷，極大的降低了復合材料的力學性能的問題。本申請以鑄造合金或金屬基復合材料為原料，采用熱等靜壓技術，在合金或基體材料的0.5Tm~0.8Tm溫度范圍內進行中溫、高壓、快速熱等靜壓處理，以實現材料的快速致密化，抑制其晶粒長大，從而獲得晶粒細小、致密度高、力學性能優異的材料。該致密化方法不受材料的形狀限制，可用于較大尺寸、復雜形狀的材料的致密化處理。

技術領域

本發明涉及材料熱處理領域，具體為一種鑄造合金或金屬基復合材料的中溫、高壓、快速致密化方法。更具體地，本發明提供一種中溫高壓材料致密化方法，該方法能用于鑄造合金或金屬基復合材料中，具有快速致密化的優點，可用于較大尺寸、復雜形狀的材料的致密化處理。

背景技術

鑄造高溫合金因具有高溫強度好等特點，在國防、航空航天及民用等領域均有廣泛的應用。但鑄件一般都具有不同程度的氣孔、顯微縮松等缺陷，特別是凝固溫度范圍較寬的合金鑄件，在凝固過程中容易形成分散且區域廣的疏松。尤其近年發展的細晶鑄造高溫工藝，為保證合金晶粒度細小，出現的氣孔類缺陷更為突出，嚴重影響著合金的使用可靠性和鑄件的成品率。

金屬基復合材料多由陶瓷顆粒與金屬復合而成，但由于兩者的潤濕性差、界面容易生成脆性相降低復合材料性能等問題，導致復合材料中陶瓷與金屬界面處容易產生孔洞等缺陷，極大的降低了復合材料的力學性能，制約了其應用。

為此，迫切需要一種新的方法，以解決上述問題。

發明內容

本發明的發明目的在于：針對在鑄造高溫合金中，出現的氣孔類缺陷較為突出，嚴重影響合金的使用可靠性和鑄件的成品率，以及金屬基復合材料中陶瓷與金屬界面處容易產生孔洞等缺陷，極大的降低了復合材料的力學性能的問題，提供一種鑄造合金或金屬基復合材料的中溫、高壓、快速致密化方法。本申請以鑄造合金或金屬基復合材料為原料，采用熱等靜壓技術，在合金或基體材料的0.5Tm~0.8Tm溫度范圍內進行中溫、高壓、快速熱等靜壓處理，以實現材料的快速致密化，抑制其晶粒長大，從而獲得晶粒細小、致密度高、力學性能優異的材料。該致密化方法不受材料的形狀限制，可用于較大尺寸、復雜形狀的材料的致密化處理。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種鑄造合金或金屬基復合材料的中溫、高壓、快速致密化方法，包括如下步驟：

步驟一、將鑄造合金材料或金屬基復合材料依次進行清洗、烘干，備用；

步驟二、將步驟一清洗后的鑄造合金材料或金屬基復合材料放入熱等靜壓爐中，進行熱等靜壓致密化處理，熱等靜壓溫度為鑄造合金材料或金屬基復合材料的0.5Tm~0.8Tm，熱等靜壓壓力為50MPa~170MPa，熱等靜壓時間為0.01~10min；待熱等靜壓致密化處理完成后，冷卻至室溫，即可。

所述步驟一中，采用超聲波對鑄造合金材料或金屬基復合材料進行清洗，去除鑄造合金材料或金屬基復合材料的雜質后，烘干。

所述步驟一中，將鑄造合金材料或金屬基復合材料置于清洗溶液中，并采用超聲波對鑄造合金材料或金屬基復合材料進行清洗；

所述清洗溶液采用乙醇、甲醇、丙酮中的一種或多種構成。

所述鑄造合金材料或產品為鎳基鑄造合金、鈦合金、鋁合金中的一種或多種。

所述金屬基復合材料為鋁基復合材料。

所述金屬基復合材料或產品為B₄C/Al合金、SiC/Al合金中的一種或多種。

針對前述問題，本申請提供一種中溫高壓材料致密化方法。更具體地，在一個具體實例中，該方法的操作步驟如下：