[發(fā)明專利]一種金屬基復(fù)合材料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911337730.X
• 申請(qǐng)日: 2019-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN113084326A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐世偉;唐偉能;謝玉;秦云;王快社;王文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): B23K20/12
• 分類號(hào): B23K20/12;B23K20/26;B23P15/00;B22F3/105;B22F3/11
• 代理公司: 上海東信專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31228
• 代理人: 楊丹莉;李丹

1.一種金屬基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括步驟：

(1)使用激光定向成形技術(shù)將金屬粉末成型為具有孔洞的基材；

(2)向所述孔洞中添加復(fù)合材料粒子；

(3)對(duì)基材進(jìn)行攪拌摩擦加工，以將基材與復(fù)合材料粒子進(jìn)行融合，得到所述金屬基復(fù)合材料。

2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，其中金屬基復(fù)合材料的孔隙率為10％-50％。

3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，其中所述孔洞為形狀不規(guī)則的孔洞，所述孔洞的外接圓的直徑為0.3-1.5mm。

4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，其中所述孔洞為立方體孔洞，其口徑為0.5-1mm。

5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，其中所述復(fù)合材料粒子選自下述各項(xiàng)的至少其中之一：WC、Al₂O₃、SiC、SiO₂、ZrO₂、BN、磷酸三鈣的單晶體或非晶體。

6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中所述復(fù)合材料粒子的平均顆粒尺寸小于所述孔洞孔徑的1/2。

7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，其中所述金屬粉末的粒徑為0.05-0.5mm。

8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述攪拌摩擦加工的工藝參數(shù)選自下述各項(xiàng)的至少其中之一：

攪拌摩擦加工的前進(jìn)速度為50-500mm/min；

攪拌摩擦加工的旋轉(zhuǎn)速度為300-1800rpm；

攪拌摩擦加工每一道次的壓下量為0.2-0.5mm；

加工道次為1-4次道。

9.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述攪拌摩擦加工的攪拌頭滿足下列各項(xiàng)的至少其中之一：

攪拌頭材質(zhì)為馬氏體不銹鋼、中碳鋼、高碳鋼或鎢基合金；

攪拌頭的軸肩為圓錐形、圓柱形或圓臺(tái)形；

攪拌頭的長(zhǎng)度為2-8mm。

10.如權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，當(dāng)攪拌頭的軸肩為圓臺(tái)形時(shí)，攪拌頭的底部直徑為3-20mm，頂部直徑為1-10mm；當(dāng)攪拌頭的軸肩為圓柱形時(shí)，攪拌頭的直徑為3-8mm。

11.如權(quán)利要求1-10中任意一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述基材包括至少兩層具有所述孔洞的鏤空層和設(shè)于該兩層鏤空層之間的實(shí)心層。

12.如權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征在于，各所述鏤空層的孔洞內(nèi)添加的復(fù)合材料粒子為同種或異種。

13.如權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征在于，所述實(shí)心層的厚度為0.5-1mm。

14.如權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征在于，所述鏤空層的厚度為2-3mm。

15.一種金屬基復(fù)合材料，其采用如權(quán)利要求1-14中任意一項(xiàng)所述的制備方法制得。