一种铝合金的制备方法.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CN113088840A(43)申请公布日2021.07.09(21)申请号202110334758.9(22)申请日2021.03.29(71)申请人武汉大学地址430072湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学(72)发明人梅青松梅鑫明陈峰陈子豪徐涛王一晨邵郜华李成林张国栋(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人吴楚(51)Int.Cl.C22F1/04(2006.01)B21B1/38(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图7页(54)发明名称一种铝合金的制备方法(57)摘要本发明属于材料制备领域，具体涉及一种铝合金的制备方法。将合金元素粉末或小片层夹在多片铝片中间，在室温下进行多道次轧制，每次轧制后沿长度方向对折，重复轧制‑对折循环50次以上，随后将样品进行加热保温‑轧制，重复数次最终获得铝合金。在室温轧制过程中，在基体的塑性流变作用下，合金颗粒被集中应力破碎，且面密度和层间距都逐渐减小。当轧制道次足够高时，合金颗粒可被细化至纳米颗粒且均匀分散，同时变形产生的位错通道和局部升温加速合金元素的扩散，使其固溶。高温轧制进一步固溶合金元素且降低合金缺陷。本发明的方法所需设备为工业轧机和马沸炉，工艺简单，所制得合金的元素全部固溶，晶粒内有层状结构，具有优良的强度和韧性。CN113088840ACN113088840A权利要求书1/1页1.一种铝合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)预处理：取厚度均匀的铝片基体，将合金元素的粉末或小片层均匀放置于铝片基体上表面，然后将数片经上述处理后的铝片基体叠放在一起，得到叠层胚料；(2)轧制固溶：对步骤(1)得到的叠层胚料进行多道次室温轧制，每一道次轧制后均将叠层胚料沿轧制方向对折，再进行轧制，然后重复上述对折‑轧制步骤直至固溶彻底，得到中间材料；(3)高温致密化：将步骤(2)得到的中间材料置于450～600℃马沸炉中保温3～30分钟，然后立即取出进行热轧压薄，重复上述保温‑轧制步骤确保累积厚度方向压下量>70％；轧制完毕后立即进行淬火处理，即得到固溶态铝合金。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中进行室温轧制的道次≥50。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述进行多道次室温轧制过程中，每道次轧制样品厚度的压下量≥50％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述合金元素与铝片基体的质量比为3％‑20％。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述合金元素为镁、铜、锌、硅、铁、钛、锰和镍金属中的至少一种。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)在进行室温轧制前先将步骤(1)的叠层胚料包裹在钢片中，再进行室温轧制。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的室温轧制可采用锻压或挤压变形方式替换。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述铝片基体为纯铝片或铝合金片。2CN113088840A说明书1/5页一种铝合金的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种铝合金的制备方法，属于材料制备领域。背景技术[0002]铝合金作为一种轻质材料，广泛应用于轻量化的结构材料中，包括航空航天、交通运输、体育休闲以及光学仪器测量等领域。铝合金的制备方法主要有液态法和固态法。液态法如铸造、增材制造、喷射沉积等，都涉及到高温的液态过程。在高温下，合金元素相互扩散从而实现合金化。但是液态法不可避免地会有凝固过程。在凝固过程中，材料内部往往会留下一些冶金缺陷，如空洞和合金元素的偏析等。这些缺陷都会一定程度上地降低材料的力学性能。[0003]固态法如机械合金化法，则是通过大塑性变形的方式来进行合金化。与液相法相比，固态法不仅可以制备出具有亚微米级别晶粒的组织，还可以扩大溶质原子的固溶度，实现非平衡状态固溶。到目前为止，固态合金化方法还很有限，只有机械合计化法可用。此外，机械合金化法工艺需要烧结工艺，工艺较为复杂，而且最终的大块材料会有气孔问题，进而导致材料的致密度低。因此，需要开发一种新的固态合金化方法，该方法不仅可以避免液态法中的冶金缺陷，还能够避免粉末冶金中的低致密度等缺陷。发明内容[0004]为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种铝合金的制备方法。该方法通过在固态的铝片中加入相应质量的合金元素，利用多道次轧制变形的方式使合金元素相互扩散和均匀分布，并通过高温轧制使其进一步合金化以及提高材料的致密度，所制备的铝合金中合金元素全部固溶且在层间有轻度偏聚，具有优异的强度和韧性。该方法工艺简单，只需要工业轧机和马沸炉，适合于大规模工业应用。[00