[發明專利]一種制備高強韌鋁基高熵合金復合帶材的方法

有效

• 申請號: 202011582657.5
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112795797B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 羅開廣;喻海良;顧昊;熊汗青
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C21/00;C22F1/04;B21C37/02
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

1.一種制備高強韌鋁基高熵合金復合帶材的方法，其特征在于，包括如下步驟：

第一步：以AlCoCrFeNiTi高熵合金顆粒作為增強相，投入完全熔融的鋁合金基體材料中，并進行機械攪拌；

第二步，對攪拌后的體系，施加高能脈沖電流，通過高能脈沖電流的電子風效應、集膚效應和高頻振蕩效應，使高熵合金顆粒均勻分布在鋁基體中，增強擴散效應；

第三步，將熔融鋁液傾倒進入預熱好的模具中，冷卻得到高強韌鋁基高熵合金復合材料；

第四步，將所得高強韌鋁基高熵合金復合材料進行均勻化退火，得到組織更加均勻的復合材料；

第五步，將均勻化退火后的復合材料加工成板材，并在液氮罐中冷卻至-196℃；

第六步，開啟軋機對冷卻的板材進行深冷軋制，保證軋制過程中材料始終處于深冷環境中，每道次相對壓下量為10％-20％；

第七步，重復第五步和第六步，直到軋制總壓下量達到80％-95％，獲得厚度為0.1mm-0.4mm的復合帶材。

2.根據權利要求1所述制備高強韌鋁基高熵合金復合帶材的方法，其特征在于，所述AlCoCrFeNiTi高熵合金顆粒粒徑為10μm。

3.根據權利要求1所述制備高強韌鋁基高熵合金復合帶材的方法，其特征在于，所述第一步中，先將鋁合金基體材料放入電阻爐的坩堝中，通入氬氣進行保護，設置熔鑄溫度為760℃-780℃，將鋁合金基體完全融化，保溫10min-20min，使鋁合金基體材料完全熔融；然后開啟電阻爐，進行除渣以去除雜質，將稱量的AlCoCrFeNiTi系高熵合金用鋁箔包好，預熱一分鐘之后投入坩堝。

4.根據權利要求1或3所述制備高強韌鋁基高熵合金復合帶材的方法，其特征在于，所述機械攪拌轉速為60r/min，攪拌時間為1min-2min。

5.根據權利要求1所述制備高強韌鋁基高熵合金復合帶材的方法，其特征在于，所述AlCoCrFeNiTi高熵合金顆粒的含量為1.5wt.％～3.0wt.％，其中取1.5wt％時所得鋁基高熵合金復合材料延伸率最佳，強度較高，而取3.0wt％時所得鋁基高熵合金復合材料的強度最高，延伸率較好。

6.根據權利要求1所述制備高強韌鋁基高熵合金復合帶材的方法，其特征在于，在施加高能脈沖電流之前，打開電阻爐，進行第二次除渣，確保進行脈沖電流作用時沒有雜質。

7.根據權利要求1或6所述制備高強韌鋁基高熵合金復合帶材的方法，其特征在于，所述第二步中，通入保護氣，采用的高能脈沖電源的電壓為20V-50V，脈沖電流峰值電流為5000A-7500A，脈沖頻率為50Hz-100 Hz，脈沖電流寬度為50μs-100μs，高能脈沖電流作用時間設置為3min-5min。

8.根據權利要求1或6所述制備高強韌鋁基高熵合金復合帶材的方法，其特征在于，所述第四步中，設置均勻化退火溫度為460℃-475℃，時間為8h。

9.根據權利要求1所述制備高強韌鋁基高熵合金復合帶材的方法，其特征在于，所述第五步中，將均勻化退火后的復合材料采用線切割機床加工成厚度為2mm±0.1mm的板材，板材表面平整，無波紋。

10.根據權利要求1所述制備高強韌鋁基高熵合金復合帶材的方法，其特征在于，所述第六步軋制過程中采用液氮噴槍對軋輥進行冷卻。