[發(fā)明專利]一種多組元協(xié)同強化鋁基復合材料的制備方法

有效

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• 申請日: 2021-04-10
• 公開（公告）號: CN113106276B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設計）人: 田晉忠;趙宇宏;柏國寧;邊恒輝;田曉林;侯華
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C1/04;C22C1/10;C22F1/04;B22F3/02;B22F9/04
• 代理公司: 太原新航路知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 14112
• 代理人: 王勇

本發(fā)明涉及一種多組元協(xié)同強化鋁基復合材料的制備方法，其針對鑄造鋁鋰合金力學性能差的情況，在鋁鋰合金中添加不同的合金元素及內(nèi)生的碳化鈦相，通過熔煉、氬氣底吹、電磁攪拌、擠壓鑄造和熱處理，制成多組元協(xié)同強化鋁基復合材料；此制備方法工藝先進，工序嚴密，數(shù)據(jù)精確翔實，制備出的鋁基復合材料抗拉強度達485MPa，硬度達189Hv，是一種先進的多組元協(xié)同強化鋁基復合材料的制備方法。

技術領域

本發(fā)明涉及一種多組元協(xié)同強化鋁基復合材料的制備方法，屬有色金屬復合材料制備技術領域。

背景技術

在航空航天發(fā)展史上，對機身結構材料的要求幾乎未發(fā)生改變，依然是首選具有高強度、低密度和高剛度的材料。而在鋁合金中每加入1.0wt%的Li，能夠使最終形成的鋁合金降低約3%的密度。因此，具有密度低、比強度高、彈性模量高、耐腐蝕性好、加工成型好等特點的鋁鋰合金已廣泛應用于航空航天領域中。其中，鑄造鋁鋰合金可具有相對較高的Li含量，且不存在各向異性嚴重的問題，可用來制備復雜的大型薄壁結構件。然而，鑄造鋁鋰合金的綜合力學性質較低，限制了其在航空航天領域的應用。

在鋁鋰合金中，常可以通過優(yōu)化合金元素的種類及含量來改善鋁鋰合金的特定性能。這是由于不同的合金元素可能會形成具有強化作用的析出相，從而起到改善合金性能的作用。此外，顆粒增強鋁基復合材料也是一種有效提高鋁鋰合金性能的方法。然而，并不是所有的合金元素和增強相顆粒都能有效提升鋁鋰合金的性能。因而，如何選擇合適的合金元素及增強相，使多組元協(xié)同強化鋁基復合材料是一個亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的

本發(fā)明的目的是針對背景技術的情況，通過調(diào)控合金成分及添加內(nèi)生的碳化鈦相，經(jīng)熔煉、氬氣底吹、電磁攪拌、擠壓鑄造和熱處理制成多組元協(xié)同強化鋁基復合材料。

技術方案

本發(fā)明使用的化學物質材料為：氧化鋅、滑石粉、水玻璃、去離子水、鋁箔、無水乙醇、氬氣、鋁粉、鈦粉、多壁碳納米管、鋁塊、鋅塊、鋁鋰中間合金、鋁銅中間合金、鋁釔中間合金、鋁鈧中間合金、鋁鎂中間合金、鋁鋯中間合金，其組合準備用量如下：以克、毫升、立方厘米為計量單位

氧化鋅：ZnO 80g±1g

滑石粉：Mg₃[Si₄O₁₀](OH)₂ 50g±1g

水玻璃：Na₂SiO₃?9H₂O 25g±1g

去離子水：H₂O 1000mL±50mL

鋁箔：Al 300mm×0.5mm×300mm

無水乙醇：C₂H₅OH 3500mL±50mL

氬氣：Ar 800000cm³±100cm³

鋁粉：Al 90g±1g

鈦粉：Ti 32g±1g

多壁碳納米管 8g±0.1g

鋁塊：Al 2000g±0.1g