[發明專利]一種疊層高強度鋁合金板材及其調控制備方法、測試方法

有效

• 申請號: 202110366722.9
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113102759B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 石文超;曹洪;薛世博;薛傳妹;許鋒;龔冬梅
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: B22F7/02
• 分類號: B22F7/02;B22F3/04;B22F3/14;B22F3/24;B22F1/068;G01N1/32;G01N1/36;G01N1/44;G01N3/08;G01N3/40
• 代理公司: 合肥市澤信專利代理事務所(普通合伙) 34144
• 代理人: 方榮肖

本發明公開了一種疊層高強度鋁合金板材及其調控制備方法、測試方法，其解決了當下純鋁硬度低以及鋁合金板材抗變形性能差的問題。疊層高強度鋁合金板材調控制備方法包括以下步驟：(1)提供定量鋁粉、包套備用；(2)鋁粉冷壓處理：對所述鋁粉施加150～450Mpa的壓強進行壓制，壓制時的下壓量為37.5～50％；(3)熱處理；(4)對經熱處理后的鋁粉塊坯料進行冷卻；(5)加壓加熱處理；(6)對加熱后的鋁粉塊坯料和包套進行熱塑性壓制處理。本發明提出冷壓?熱處理?熱塑性壓制的復合制備模式，得到疊層高強度鋁合金板材中的鋁粉組織變成近片狀，通過相互搭接組成疊層磚砌結構，平均硬度可達47HV，提升板材抗彎曲變形和抗收縮性能。

技術領域

本發明涉及高強度鋁合金板材調控制備技術領域，尤其涉及一種疊層高強度鋁合金板材調控制備方法，涉及一種疊層高強度鋁合金板材，還涉及一種疊層高強度鋁合金板材的測試方法。

背景技術

鋁合金及其復合材料具有密度低、熱穩定性好以及可設計性強的優點，廣泛應用于航空航天、交通運輸和機械電子等領域，鋁及鋁合金粉末由于表面天然存在著一層致密的氧化膜，通過熱壓燒結也難以獲得致密鋁合金及其復合制品，因此，為獲得高性能粉末冶金鋁合金制品，需要在燒結后進行擠壓、軋制或鍛造等處理，通過擠壓、軋制或鍛造等處理以提高材料的強度和塑性，是鋁合金板材調控制備時的常用處理方式。

現有鋁合金板材使用純鋁作為主要材料，而純鋁的平均硬度為20HV，由于材料本身的維氏硬度低，導致基于該材料制備得到的鋁合金板材在抵抗因外物壓入受到的作用力時，容易出現塑性形變，影響了鋁合金板材的抗彎曲變形和抗收縮性能。

發明內容

針對上述背景技術提出的現有鋁合金板材使用純鋁作為主要材料，而純鋁的平均硬度為20HV，由于材料本身的維氏硬度低，導致基于該材料制備得到的鋁合金板材在抵抗因外物壓入受到的作用力時，容易出現塑性形變，影響了鋁合金板材的抗彎曲變形和抗收縮性能的不足，本發明提供了一種疊層高強度鋁合金板材及其調控制備方法、測試方法，解決了上述背景技術提出的問題。

本發明采用以下技術方案實現：一種疊層高強度鋁合金板材調控制備方法，包括以下步驟：

(1)提供定量鋁粉、包套備用；

(2)鋁粉冷壓處理：對所述鋁粉施加150～450Mpa的壓強進行壓制，壓制時的下壓量為37.5～50％，壓制完成后，保壓10～20min，取出鋁粉塊坯料；

(3)熱處理：將所述鋁粉塊坯料按一定的升溫速率加熱到500～600℃，保溫2～5h；

(4)對經熱處理后的鋁粉塊坯料進行冷卻，后取出鋁粉塊坯料；

(5)加壓加熱處理：將冷卻后的所述鋁粉塊坯料放入包套中，后將包套連同鋁粉塊坯料進行加熱處理；

(6)對加熱后的鋁粉塊坯料和包套進行熱塑性壓制處理，得到坯料；

(7)自然冷卻后，取出坯料，得到疊層高強度鋁合金板材。

作為上述方案的進一步改進，所述鋁粉用勺子量取或用電子天平稱取，所述鋁粉形狀為球狀、片狀或不規則形狀，所述鋁粉選用氧化后的鋁粉或與增強相混合的鋁粉，所述鋁粉的平均粒徑為5～20μm。

作為上述方案的進一步改進，所述包套為鋁合金材料，所述包套的壁厚大于鋁粉塊坯料的長、寬、高三者中的最大值，所述包套的高溫抗壓強度在100Mpa以上，所述包套尺寸為60×44×40mm；優選的，所述包套選用7A60鋁合金。

作為上述方案的進一步改進，所述冷壓處理操作在冷壓成型壓力機中進行，所述鋁粉塊坯料呈長方塊體結構，所述鋁粉塊坯料的致密度達70％～80％。

作為上述方案的進一步改進，將所述鋁粉塊坯料放入熱處理設備中進行熱處理；優選的，所述熱處理設備采用電阻爐，所述升溫速率為10℃/min。