一种高强塑高刚度铝基复合材料及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113957280A(43)申请公布日2022.01.21(21)申请号202111098496.7C22C32/00(2006.01)(22)申请日2021.09.18B22F3/14(2006.01)B22F9/04(2006.01)(66)本国优先权数据B22F3/20(2006.01)202111089964.42021.09.17CN(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市孝陵卫200号申请人山东迈奥晶新材料有限公司山东大学(72)发明人聂金凤陈玉瑶刘桂亮刘相法(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人张玲(51)Int.Cl.C22C1/05(2006.01)C22C21/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种高强塑高刚度铝基复合材料及制备方法(57)摘要本发明公开一种高强塑高刚度铝基复合材料及制备方法。包括如下步骤：(1)：原始粉末准备；(2)：球磨：球磨后用液压机将粉末压制成型；(3)：真空烧结：将压制成型的块体放入真空炉中烧结，获得质量分数为5％～30％的改性Al3BC/铝‑镁‑硅复合材料，复合材料中Al3BC粒子形貌呈类球形，为核壳结构，核部为Al3BC相，壳部为由Ti、B和C组成的TiBC三元相，尺寸为50nm～200nm，在基体中均匀分布；步骤(4)：挤压变形。本专利创新性的调控Al3BC的形貌和尺度，使其形貌由薄片状改性呈球状颗粒形貌，以此改善复合材料的各向异性，使其呈各向同性，实现复合材料的高刚度和高强塑性性能。CN113957280ACN113957280A权利要求书1/1页1.一种高强塑高刚度铝基复合材料的制备方法，其特征在于，以铝或铝合金为基体，通过添加活性元素钛调控Al3BC的薄片状形貌，使其改性呈球状颗粒形貌，包括如下步骤：步骤(1)：原始粉末准备；步骤(2)：球磨：将原材料粉末混合均匀，在球磨机上进行球磨，然后用液压机将粉末压制成型；步骤(3)：真空烧结：将压制成型的块体放入真空炉中烧结，获得质量分数为5％～30％的改性Al3BC/铝‑镁‑硅复合材料，复合材料中Al3BC粒子形貌呈类球形，为核壳结构，核部为Al3BC相，壳部为由Ti、B和C组成的TiBC三元相，尺寸为50nm～200nm，在基体中均匀分布；步骤(4)：挤压变形：将步骤(3)获得的Al3BC/铝‑镁‑硅复合材料进行挤压，进一步提高复合材料的致密度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中的原始粉末准备具体为：以工业纯铝粉、铝‑镁中间合金粉、高纯硅粉、高纯铜粉、高纯锰粉、富含薄片状的纳米Al3BC颗粒，Al3BC含量为30％的铝‑铝硼碳合金粉、高纯钛粉为原料，按以下质量百分比准备所需材料：铝‑镁中间合金粉1.6wt％～2.4wt％，高纯硅粉0.4wt％～0.8wt％，高纯铜粉0.15wt％～0.4wt％，高纯锰粉0.1wt％～0.15wt％，铝‑铝硼碳合金粉16.5wt％～85wt％，高纯钛粉0.5wt％～1wt％，工业纯铝粉10.25wt％～80.75wt％。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，工业纯铝粉的粒度≤50μm、纯度＞99.7％，铝‑镁中间合金粉的粒度≤2μm、镁含量49.5％～50.5％，高纯硅粉的粒度≤1μm、纯度＞99.95％，高纯铜粉的粒度≤1μm、纯度＞99.95％，高纯锰粉的粒度≤1μm、纯度＞99.95％，铝‑铝硼碳合金粉的粒度≤50nm、纯度＞99.9％，高纯钛粉的粒度≤20nm、纯度＞99.95％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中球磨时间为0.5～10小时，球磨转速为100r/min～240r/min，球料质量比为10:1～30:1。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中的真空烧结的工艺参数具体为：真空烧结温度为700℃～800℃，保温时间为1～10小时，压力为20MPa～50MPa。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中的挤压变形的工艺参数具体为：挤压温度为350℃～500℃，挤压比为20:1～30:1。7.一种高强塑高刚度铝基复合材料，其特征在于，采用权利要求1‑5任一项所述的方法制备。2CN113957280A说明书1/5页一种高强塑高刚度铝基复合材料及制备方法技术领域[0001]本发明属于金属材料制备领域，具体涉及一种高强塑高刚度铝基复合材料及制备方法。背景技术[0002]随着轻量化与节能减排标准的提高，以及交通运输、航空航天和生物医学领域的发展对所需材料要求的提升，传统铝合金材料的性能越来越难以满足使用要求，而具有高强度、高延展性和高刚度的轻质铝合金越来越受关注，以此来提高