[發明專利]梯度納米結構金屬材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110022954.2
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112872722B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 陸建勛;程濤;伍博;伍曉宇;李岱;阮雙琛
• 申請（專利權）人: 深圳技術大學
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;C21D7/02;C22F1/00;C22F1/04;C22F1/08
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 郝文婷

1.一種梯度納米結構金屬材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

提供純銅原始金屬材料，其中，原始材料選自直徑15 mm、平均晶粒大小約為7 μm的純銅棒料；

采用等徑角擠壓工藝將3塊純銅棒料分別進行4個道次、6個道次、8個道次的擠壓處理，得到3塊不同晶粒尺寸的金屬材料；其中，擠壓處理的溫度為室溫25℃，通道相交的內模具拐角Φ為90°；通道相交的模具圓心角Ψ為90°進行等徑角擠壓處理；其中，進行4個道次擠壓處理的純銅材料的平均晶粒尺寸為0.95 μm，6個道次擠壓處理的純銅材料的平均晶粒尺寸為0.79 μm，8個道次擠壓處理的純銅材料的平均晶粒尺寸為0.51 μm；

將3塊不同晶粒尺寸的金屬材料采用線切割工藝分別進行切割處理，其中，線切割工藝包括：電壓為70 V，電流為0.4 A，脈寬比為3：4；再進行除雜處理，得到3塊不同晶粒尺寸的金屬材料薄板，其中，金屬材料薄板的厚度為長50 mm、寬10mm、厚度是1mm；

提供金屬材料薄板，將純銅原始金屬材料進行線切割處理，得到厚度為長50 mm、寬10mm、厚度是1mm的金屬材料薄板；

提供粗晶金屬材料薄板，將純銅原始金屬材料在873 K溫度下退火4 h得到晶粒尺寸是15 μm的粗晶純銅材料，并進行線切割處理，得到厚度為長50 mm、寬10mm、厚度是1mm的粗晶金屬材料薄板；

將平均晶粒尺寸為0.51 μm的金屬材料薄板與平均晶粒尺寸為0.79 μm的金屬材料薄板依次進行層疊設置，進行第一道疊軋工藝處理形成第一復合金屬材料；將第一復合金屬材料與平均晶粒尺寸為0.95 μm的金屬材料薄板依次進行層疊設置，進行第二道疊軋工藝處理形成第二復合金屬材料；將第二復合金屬材料與金屬材料薄板依次進行層疊設置，進行第三道疊軋工藝處理形成第三復合金屬材料；將第三復合金屬材料與粗晶金屬材料薄板依次層疊設置，進行第四道疊軋工藝處理形成梯度納米結構金屬材料；其中，進行疊軋處理的步驟中，包括：提供兩輥軋機，在最大軋制力為200 t，軋制速度0.5 m/s的條件下進行疊軋處理，其中，兩輥軋機的輥子直徑為230 mm，輥子長度為200 mm；

或，

提供6061鋁合金原始金屬材料，其中，原始材料選自直徑15 mm、平均晶粒大小約為7 μm的純銅棒料；

采用等徑角擠壓工藝將3塊6061鋁合金棒料分別進行4個道次、6個道次、8個道次的擠壓處理，得到3塊不同晶粒尺寸的金屬材料；其中，擠壓處理的溫度為室溫25℃，通道相交的內模具拐角Φ為90°；通道相交的模具圓心角Ψ為90°進行等徑角擠壓處理；進行4個道次擠壓處理的6061鋁合金材料的平均晶粒尺寸為0.8 μm，6個道次擠壓處理的6061鋁合金材料的平均晶粒尺寸為0.7 μm，8個道次擠壓處理的6061鋁合金材料的平均晶粒尺寸為0.45 μm；

將3塊不同晶粒尺寸的金屬材料采用線切割工藝分別進行切割處理，其中，線切割工藝包括：電壓為70 V，電流為0.4 A，脈寬比為3：4；再進行除雜處理，得到3塊不同晶粒尺寸的金屬材料薄板，其中，金屬材料薄板的厚度為長50 mm、寬10mm、厚度是1mm；

提供金屬材料薄板，將6061鋁合金原始金屬材料進行線切割處理，得到厚度為長50mm、寬10mm、厚度是1mm的金屬材料薄板；

提供粗晶金屬材料薄板，提供晶粒尺寸為20 μm的6061鋁合金，并進行線切割處理，得到厚度為長50 mm、寬10mm、厚度是1mm的粗晶金屬材料薄板；

將平均晶粒尺寸為0.45 μm的金屬材料薄板與平均晶粒尺寸為0.7 μm的金屬材料薄板依次進行層疊設置，進行第一道疊軋工藝處理形成第一復合金屬材料；將第一復合金屬材料與平均晶粒尺寸為0.8 μm的金屬材料薄板依次進行層疊設置，進行第二道疊軋工藝處理形成第二復合金屬材料；將第二復合金屬材料與金屬材料薄板依次進行層疊設置，進行第三道疊軋工藝處理形成第三復合金屬材料；將第三復合金屬材料與粗晶金屬材料薄板依次層疊設置，進行第四道疊軋工藝處理形成梯度納米結構金屬材料；其中，進行疊軋處理的步驟中，包括：提供兩輥軋機，在最大軋制力為200 t，軋制速度0.5 m/s的條件下進行疊軋處理，其中，兩輥軋機的輥子直徑為230 mm，輥子長度為200 mm。