[發明專利]一種壓力浸滲制備高強塑性鈹鋁復合材料的方法

有效

• 申請號: 202110160251.6
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112974773B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 武高輝;匡澤洋;陳國欽;楊文澍;芶華松;康鵬超;喬菁;周暢
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B22D23/04
• 分類號: B22D23/04;B22F1/00;B22F3/02;B22F3/26
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 侯靜

1.一種壓力浸滲制備高強塑性鈹鋁復合材料的方法，其特征在于：壓力浸滲制備高強塑性鈹鋁復合材料的方法按照以下步驟進行：

一、鈹粉無塵處理：

向裝有鈹粉的容器中注入惰性液體，然后鈹粉和惰性液體混合均勻得到混合物，混合物靜置處理后得到無塵處理的鈹粉；

步驟一所述惰性液體為在室溫下與鈹粉不反應、且沸點低于400℃的液態烴，或在室溫下與鈹粉不反應、分解溫度低于400℃、且分解產物均為揮發性產物的聚合物；

二、預制體冷壓成型：

在豎向放置的圓筒形的模具的底部鋪一片多孔板，多孔板上墊一層石棉氈，多孔板上設置有連通模具內部的通孔，將無塵處理的鈹粉裝入模具中，然后進行冷壓，得到預制體；

三、鋁合金熔化和預制體預熱：

稱取質量為預制體質量2～5倍的鋁合金，在保護氣氛下將鋁合金在熔煉爐中加熱至熔點以上100-250℃保溫，得到鋁合金熔體；

將步驟二所得的預制體連同模具一起放入加熱爐內，在保護氣氛下將預制體加熱，預制體加熱溫度為鋁合金熔點的0.9-1倍，保溫1～3h；

四、壓力浸滲：

將步驟三得到的達到預熱溫度的預制體連同模具移動到壓力機臺面上，將步驟三得到的鋁合金熔體澆筑到模具型腔之中，控制壓力機臺面溫度低于200℃，然后進行壓力浸滲；

步驟四中所述壓力浸滲工藝為：浸滲速度為1-50mm/s，施加的壓力為50-100MPa，以40-60℃/min的冷卻速度保壓冷卻至300-400℃，然后泄壓，自然冷卻至室溫，得到鈹鋁復合材料鑄錠。

2.根據權利要求1所述的壓力浸滲制備高強塑性鈹鋁復合材料的方法，其特征在于：步驟一所述在室溫下與鈹粉不反應且沸點低于400℃的液態烴為煤油、正十一烷、正十二烷、正十三烷、正十四烷、正十五烷或正十六烷；在室溫下與鈹粉不反應、分解溫度低于400℃、且分解產物均為揮發性產物的聚合物為聚乙二醇-200、聚乙二醇-300、聚乙二醇-400或聚丙二醇-400。

3.根據權利要求1所述的壓力浸滲制備高強塑性鈹鋁復合材料的方法，其特征在于：步驟一所述惰性液體的體積為鈹粉體積的0.5-2倍。

4.根據權利要求1所述的壓力浸滲制備高強塑性鈹鋁復合材料的方法，其特征在于：步驟一所述鈹粉的平均粒徑為0.5-500μm；鈹粉為球形或不規則多邊形。

5.根據權利要求1所述的壓力浸滲制備高強塑性鈹鋁復合材料的方法，其特征在于：步驟一所述靜置處理的時間為1-24h。

6.根據權利要求1所述的壓力浸滲制備高強塑性鈹鋁復合材料的方法，其特征在于：步驟二所述冷壓工藝為：以0.1-3mm/min的速度加壓至10-50Mpa，當預制體中孔隙率為30-70％時停止冷壓。

7.根據權利要求1所述的壓力浸滲制備高強塑性鈹鋁復合材料的方法，其特征在于：步驟二所述多孔板材質為石墨或碳-碳復合材料，多孔板中通孔所占體積為多孔板的10～20％，通孔直徑為0.5mm-5mm。

8.根據權利要求1所述的壓力浸滲制備高強塑性鈹鋁復合材料的方法，其特征在于：步驟三所述保護氣氛為氮氣、氬氣或氦氣。

9.根據權利要求1所述的壓力浸滲制備高強塑性鈹鋁復合材料的方法，其特征在于：步驟三所述鋁合金為1XXX系、2XXX系、4XXX系、5XXX系、6XXX系、7XXX系鋁合金或鑄造鋁合金。