[發(fā)明專利]一種高體積分數(shù)晶須增強2024鋁基復(fù)合材料包套熱成形方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811580953.4
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN109596800B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁林;徐福昌;王磊;宗影影;成功;鄭鎮(zhèn)洙;單德彬;郭斌
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N33/20
• 分類號: G01N33/20;B21J5/00;B21K29/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務(wù)所 23109
• 代理人: 牟永林

一種高體積分數(shù)晶須增強2024鋁基復(fù)合材料包套熱成形方法，它涉及一種鋁基復(fù)合材料包套熱成形方法，它包括：一、原始坯料力學(xué)性能及微觀組織觀察：利用場發(fā)射環(huán)境掃描電鏡對原始鑄態(tài)高體積分數(shù)SiC_w+Al₁₈B₄O_33w晶須增強2024鋁基復(fù)合材料坯料顯微組織觀察和拉伸試驗測試力學(xué)性能；二、原始坯料熱可鍛性測試；三、包套擠壓坯料或包套鐓拔坯料，得到高體積分數(shù)SiC_w+Al₁₈B₄O_33w晶須增強2024鋁基復(fù)合材料鍛坯。本發(fā)明通過高溫下包套擠壓和包套鐓拔獲得成形質(zhì)量較好、表面無宏觀裂紋及可鍛性顯著提高的鋁基復(fù)合材料棒材和鍛坯。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋁基復(fù)合材料包套熱成形方法，具體涉及一種高體積分數(shù)晶須增強2024鋁基復(fù)合材料包套熱成形方法。

背景技術(shù)

鋁基復(fù)合材料以其質(zhì)輕、高強度、耐高溫、耐磨損、熱膨脹系數(shù)低等優(yōu)點，已成為軍事國防、航空航天等高技術(shù)領(lǐng)域不可或缺的輕量化結(jié)構(gòu)材料和功能材料。但是由于與鋁合金基體性質(zhì)差異較大的脆硬增強體的引入，阻礙變形時基體金屬內(nèi)位錯的長程滑移，而且脆硬的增強體斷裂應(yīng)變一般都很低。當外加應(yīng)變較低時即發(fā)生斷裂，誘發(fā)基體產(chǎn)生微裂紋，特別當晶須增強體積分數(shù)較高時，易產(chǎn)生裂紋。對于顆粒增強鋁基復(fù)合材料，當體積分數(shù)較小時較易熱塑性成形，體積分數(shù)較高則難以通過熱塑性成形制備鍛坯。對于晶須增強鋁基復(fù)合材料，由于增強相尺寸較大，更加難以熱成形。除此之外，由于在鋁基復(fù)合材料制備中增強相材料分布的不均勻性，使得大尺寸的鋁基復(fù)合材料相較小尺寸更加難以實現(xiàn)熱成形。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種提高鋁基復(fù)合材料可鍛性，提高鍛坯成形質(zhì)量的高體積分數(shù)SiC_w+Al₁₈B₄O_33w晶須增強2024鋁基復(fù)合材料包套熱成形方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種基于包套擠壓的高體積分數(shù)SiC_w+Al₁₈B₄O_33w晶須增強2024鋁基復(fù)合材料包套熱成形方法；它包括如下：

一、原始坯料力學(xué)性能及微觀組織觀察：利用場發(fā)射環(huán)境掃描電鏡對原始鑄態(tài)高體積分數(shù)SiC_w+Al₁₈B₄O_33w晶須增強2024鋁基復(fù)合材料坯料顯微組織觀察和拉伸試驗測試力學(xué)性能；

二、原始坯料熱可鍛性測試：選取一定高度和直徑的原始鑄態(tài)高體積分數(shù)SiC_w+Al₁₈B₄O_33w晶須增強2024鋁基復(fù)合材料坯料進行可鍛性壓縮測試，得到可鍛性壓縮測試溫度為470℃-510℃；

三、包套擠壓坯料：將原始鑄態(tài)高體積分數(shù)SiC_w+Al₁₈B₄O_33w晶須增強2024鋁基復(fù)合材料加工成一定高度和直徑的坯料，用包套包覆所述坯料，在步驟二確定的溫度為470℃-510℃下對帶包套坯料擠壓；

四、包套擠壓料可鍛性測試：從包套擠壓后的擠壓料中切取試樣進行鐓拔實驗，鐓拔實驗變形溫度設(shè)定為470℃-510℃，應(yīng)變速率設(shè)定為0.01S^-1，在鐓拔過程中沿軸向和徑向壓縮，得到高體積分數(shù)SiC_w+Al₁₈B₄O_33w晶須增強2024鋁基復(fù)合材料鍛坯。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種基于包套鐓拔的高體積分數(shù)SiC_w+Al₁₈B₄O_33w晶須增強2024鋁基復(fù)合材料包套熱成形方法；它包括如下：