[發明專利]一種階段式促進六系鋁陶材料再結晶和晶粒細化的制備方法及其制得的鋁基復合薄片

有效

• 申請號: 202211054777.7
• 申請日: 2022-08-30
• 公開（公告）號: CN115449729B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 林燦鑫;程永奇;張功武
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C22F1/04
• 分類號: C22F1/04;C22C32/00;C22C21/00
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 余勝茂

本發明屬于有色金屬基陶瓷復合材料加工成型技術領域，公開了一種階段式促進六系鋁陶材料再結晶和晶粒細化的制備方法及其制得的鋁基復合薄片，將方法是將擠壓態鋁陶復合板材在450～540℃均勻化處理，制得預熱板材；將預熱板材進行反復冷輥熱軋加工，每道次的下壓量為軋前厚度的10～30％，軋至板材的厚度為0.05～0.3mm；然后在500～540℃固溶處理，將固溶后的板材進行軋制處理的下壓量為2～5％，在160～200℃中時效處理，制得SiC顆粒增強鋁基復合薄片。本發明的方法可大幅提高產品的成品率，易于實現批量化生產，獲得的SiC顆粒增強鋁基復合薄片具有高強高模量，可應用在航空、航天和電子封裝等領域。

技術領域

本發明屬于有色金屬基陶瓷復合材料加工成型技術領域，更具體地，涉及一種階段式促進六系鋁陶材料再結晶和晶粒細化的制備方法及其制得的鋁基復合薄片。

背景技術

鋁合金作為一種輕量化的金屬材料，結合了低密度等特性，燃料效率高，比強度高，可回收性能好等優勢，在航空航天和汽車領域引起了極大的研究熱潮。然而，鋁合金強度相對較低，耐磨性較差，嚴重限制了其在新興領域的進一步發展與應用。因此鋁基復合材料的出現便可以解決鋁合金強度低，耐磨性差等問題，其中碳化硅顆粒增強鋁基復合材料便是鋁基復合材料中研究應用較多的材料，碳化硅顆粒具有較低密度、高硬度、高模量、耐蝕和耐磨等特性，且成本相對其他增強體材料而言較為友好，作為增強體已經廣泛應用于金屬中了，然而，針對碳化硅陶瓷顆粒增強鋁基復合材料軋制方面的研究內容相對較少，現在普遍的鋁基復合材料薄片的制備方法仍按照鋁合金材料的加工方法去制備，延續鋁合金的加工方法所生產出來的帶材邊緣損傷嚴重且有一定的疊軋現象發生，導致薄片良品率低，這是由于增強體的加入，使得其塑韌性大幅下降，因此需要對其加工方法進行一定的改良才能制備出良品率高、版型優良的高強高模量鋁基復合材料薄片。現有采用常用的傳統鋁合金工薄片加工方法進行加工，常發生邊裂、疊軋以及宏觀斷裂現象，這便造成成品率低，導致復合材料薄板的加工成本大幅上升，使得其無法廣泛應用。因此，針對這種高模量六系鋁陶復合材料的薄片加工方式是十分有必要的。

發明內容

本發明的首要目的在于提供一種階段式促進六系鋁陶材料再結晶和晶粒細化的制備方法，該方法經高溫均勻化熱處理、反復冷輥熱軋和T651熱處理，階段式促進六系鋁陶材料的再結晶和晶粒細化，可大幅提高SiC顆粒增強六系Al基復合材料的致密度、晶粒細化程度且可以消除顯微組織缺陷，提高SiC顆粒增強六系Al基復合薄片的綜合力學性能，同時具有較高的薄片成品率。適用于中低體積分數的高模量陶瓷顆粒增強鋁基復合薄片，使增強體顆粒體積分數為15～20％，厚度為1～8mm的鋁陶復合板材軋制至厚度0.05～0.3mm的薄片。

本發明的另一目的在于提供上述方法制備的具有高強高模量的SiC顆粒增強鋁基復合薄片，該復合薄片具有高模量、高強度和較高良品率。

本發明的再一目的在于提供上述具有高強高模量的SiC顆粒增強鋁基復合薄片的應用。

本發明的目的通過下述技術方案來實現：

一種階段式促進六系鋁陶材料再結晶和晶粒細化的制備方法，包括如下具體步驟：

S1.將擠壓態鋁陶復合板材置于馬弗爐中在450～540℃加熱，進行均勻化處理10～90min，制得預熱板材；

S2.將預熱板材進行冷輥熱軋加工，軋制加工完一道次后再回馬弗爐中在450～540℃進行保溫，每道次的下壓量為軋前厚度的10～30％，重復此冷輥熱軋方式軋至板材的厚度為0.05～0.3mm；