[發明專利]一種粉末冶金-軋制制備鋁合金/鋁基復合材料復合板的方法

在審

• 申請號: 202110768273.0
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113441724A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 劉文昌;王志杰;張文飛;孫海洋;杜鵬
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B22F7/02
• 分類號: B22F7/02;B22F5/00;B22F3/18;B22F3/105
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李馨

本發明屬于金屬基復合材料的制造技術領域，具體涉及一種利用粉末冶金和軋制制備鋁合金/鋁基復合材料復合板的方法。所述方法包括以下步驟：步驟一、制備鋁合金粉末、鋁基復合材料粉末；步驟二、將鋁合金粉末、鋁基復合材料粉末、鋁合金粉末依次平鋪于燒結模具中，隨后進行放電等離子燒結，得到鋁合金/鋁基復合材料塊體；步驟三、對步驟二中的鋁合金/鋁基復合材料塊體進行多道次熱軋處理，得到鋁合金/鋁基復合材料復合板材。本發明所制得的鋁合金/鋁基復合材料的復合板的力學性能較普通鋁基復合材料有明顯提高，另外該方法制備的復合板材不會有復合界面存在，從而減少界面氧化對復合板材力學性能的影響。

技術領域

本發明屬于金屬基復合材料的制造技術領域，具體涉及一種粉末冶金-軋制制備鋁合金/鋁基復合材料復合板的方法。

背景技術

以鋁合金為基礎組元的復合板是一種常見的、用途非常廣泛的金屬復合材料。它因鋁合金的加入而展現出鋁合金的良好成型性、延展性等特點。鋁合金基復合板材已廣泛應用于航空、航天、機械、建筑、電子等領域。

現有技術中，鋁合金基復合板材主要的制備方法為爆炸復合法、擴散復合法、鑄軋復合法、軋制復合法。其中軋制復合因經濟、高效、可控等因素而成為金屬復合板帶最常用的制備方法。然而熱軋復合板界面結合處易被氧化從而導致復合板結合強度降低并導致復合板的綜合力學性能降低。目前研究人員提出了很多工藝方法用以增加復合板的各組元結合性。例如中國專利(CN109647883 B)公開的一種防止軋制金屬復合板界面氧化的方法，發明人采用密封方式封堵復合板界面處然后進行熱軋制從而提高界面結合性、改善復合板力學性能。但其操作步驟繁雜、工作效率低下使其工業化應用受到限制。

本發明將鋁合金粉末和鋁基復合材料粉末通過粉末冶金、軋制方式制備成復合板材，這種鋁合金/鋁基復合材料復合板從根本上避免了界面氧化問題。因此本發明提供了一種以制備金屬復合板的新方法。

發明內容

本發明為改善熱軋復合板界面結合性，提供了一種具有良好機械性能鋁合金/鋁基復合材料復合板的新制備方法。

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

本發明一方面提供一種粉末冶金-軋制制備鋁合金/鋁基復合材料復合板的方法，包括以下步驟：

步驟一、制備鋁合金粉末、鋁基復合材料粉末；

步驟二、將鋁合金粉末、鋁基復合材料粉末、鋁合金粉末依次平鋪于燒結模具中，隨后進行放電等離子燒結，得到鋁合金/鋁基復合材料塊體；

步驟三、對步驟二中的鋁合金/鋁基復合材料塊體進行多道次熱軋處理，得到鋁合金/鋁基復合材料復合板材。

上述技術方案中，進一步地，所述鋁合金粉末為1060鋁合金粉末；所述鋁基復合材料粉末為1060鋁合金粉末與SiC納米顆粒的混合物。

上述技術方案中，進一步地，所述步驟二中鋁合金粉末、鋁基復合材料粉末、鋁合金粉末在燒結模具中鋪平的厚度比為1：2：1或1：1.5：1。

上述技術方案中，進一步地，所述燒結溫度范圍為530℃～560℃，壓強為30～50MPa。

上述技術方案中，進一步地，所述步驟三中多道次熱軋處理為：在熱處理爐中進行預加熱處理，預加熱時間為5～15min，溫度為300～550℃；加熱后的鋁合金/鋁基復合材料塊體在雙輥軋機下進行往復軋制，使得多道次軋制每道次變形量為10～15％，總變形量為65～75％。

本發明另一方面提供一種上述制備方法制得的鋁合金/鋁基復合材料復合板材。

上述技術方案中，進一步地，所述鋁合金/鋁基復合材料復合板材的疊放順序為由上至下依次為鋁合金-鋁基復合材料-鋁合金。

本發明與目前已有技術相比，有益效果如下：