[發明專利]提高原位增強TiB2

在審

• 申請號: 202110532271.1
• 申請日: 2021-05-17
• 公開（公告）號: CN113293342A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 陳送義;陳康華;陳炤煊
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22F1/057
• 分類號: C22F1/057;C22C21/14;C22C21/16;C22C32/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 顏勇

一種提高原位增強TiB₂/Al?Cu鋁合金復合材料力學性能的復合強變形方法，是將原位自生法制備的TiB₂/Al?Cu復合材料鑄坯均勻化處理后進行變溫強變形、固溶處理、室溫變形和人工時效；所述變溫強變形由高溫變形與中低溫變形兩部分組成；高溫變形溫度400?450℃，變形量60％?70％；中低溫變形溫度室溫?300℃，變形量20?30％；室溫變形變形量3?50％。與常規塑性成形工藝相比,本發明引入復合強變形工藝，促進形成均勻分散的TiB₂粒子并細化晶粒，保持高強度的同時具有較好的塑性。本發明工藝方法簡單、操作方便，可顯著提高合金的強度和塑性。適于工業化應用。對提高航空航天、交通運輸等領域應用的原位增強鋁基復合材料的性能具有重要作用。對制備大規格高綜合性能原位增強TiB₂/Al?Cu鋁基復合材料和構件以及應用具有重要意義。

技術領域

本發明涉及鋁基復合材料成形技術領域，具體涉及一種提高原位增強TiB₂/Al-Cu復合材料力學性能的復合變形方法。

背景技術

顆粒鋁合金復合材料具有高強度和高彈性模量等特點，在航空航天、汽車、電子、先進武器系統等領域具有廣泛的應用前景，是一種具有廣泛應用前景的新一代結構材料。原位增強TiB₂/Al-Cu復合材料具有強度和彈性模量高、熱穩定性能好等特點，是航空航天等高端裝備亟需發展的新一代結構材料。原位自生法制備的顆粒增強鋁基復合材料表現出以下優勢：(1)原位自生增強顆粒在基體中熱力學穩定性好，減慢了材料在高溫服役過程中的軟化；(2)增強體直接在基體內生成，不存在界面潤濕性問題，兩者之間接觸界面整潔干凈，界面結合更加穩定。(3)在恰當的制備條件下，可通過合理地設計反應工藝來控制增強體顆粒的尺寸、數量以及分布，得到更佳的綜合性能。但是TiB₂顆粒團聚嚴重，現有技術位增強TiB₂/Al-Cu復合材料的制備工藝通常是鑄件常溫軋制后進行固溶處理，其在一定程度上可以改善TiB₂顆粒團聚，但效果極其有限，導致采用原位自生法制備的TiB₂顆粒原位增強鋁基復合材料延伸率極低且差異大。制約了其應用。因此，研究一種有效降低TiB₂顆粒團聚的方法，提高原位增強TiB₂/Al-Cu復合材料力學性能，對制備大規格高綜合性能原位增強TiB₂/Al-Cu復合材料和構件以及應用具有重要意義。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種提高原位增強TiB₂/Al-Cu復合材料力學性能的復合強變形方法。采用本發明方法，可以有效改善復合材料基體中TiB₂顆粒聚集狀態，提高復合材料的力學性能，在保持高強度的同時具有較好的塑性。

本發明通過以下方案實現：

一種提高原位增強TiB₂/Al-Cu復合材料力學性能的復合強變形方法，是將原位自生法制備的TiB₂/Al-Cu復合材料鑄坯均勻化處理后進行變溫強變形、固溶處理、室溫變形和人工時效；

所述變溫強變形由高溫變形與中低溫變形兩部分組成；

所述變溫強變形由高溫變形與中低溫變形兩部分組成；

所述高溫變形工藝參數為：

溫度：400～500℃，變形量：≥60％；一道次或者多道次變形；

所述中低溫變形工藝參數為：

溫度：室溫～300℃，變形量≥10％；

所述室溫變形工藝參數為：

溫度：室溫，變形量≥3％。