一种铍铝合金的放电等离子体烧结制备方法.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CN108486397A(43)申请公布日2018.09.04(21)申请号201810341359.3B22F3/105(2006.01)(22)申请日2018.04.17(71)申请人中国工程物理研究院材料研究所地址621700四川省绵阳市江油市华丰新村9号(72)发明人刘向东张鹏程高瑞王志毅李冰清徐庆东(74)专利代理机构成都天嘉专利事务所(普通合伙)51211代理人王朋飞(51)Int.Cl.C22C1/04(2006.01)C22C25/00(2006.01)C22C21/00(2006.01)B22F3/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种铍铝合金的放电等离子体烧结制备方法(57)摘要本发明涉及一种铍铝合金的放电等离子体烧结制备方法，步骤为：将铍粉和铝合金粉按设计成分比例混合；将混合的材料装入软膜模具中，通过冷等静压制成冷压坯；将冷压坯装入石墨模具，继而放入SPS炉体，抽真空，加压，进行放电等离子体烧结。本发明相对于其他制备方法，具有工序简单、烧结温度低、烧结时间短、组织细小均匀、力学性能佳的优点。本发明简化了铍铝合金的粉末冶金工艺，提高生产效率，并有望在航空航天领域得到应用。本发明中铍铝合金也可选择多元铝合金体系，可根据不同系列铝合金的特点可以制备出满足不同服役条件要求的铍铝合金。CN108486397ACN108486397A权利要求书1/1页1.一种铍铝合金的放电等离子体烧结制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、原料混合：将铍粉和铝合金粉按设计成分比例混合；S2、冷等静压：将复合材料粉体装入软膜模具中，通过冷等静压制成冷压坯；S3、放电等离子体烧结：将冷压坯装入模具中，继而放入SPS炉体，抽真空至1.0×10-2Pa，烧结温度为500-600℃，升温速率为50-100℃/min，烧结压力为20-50MPa，保温时间为5-10min。2.根据权利要求1所述的一种铍铝合金的放电等离子体制备方法，其特征在于，所述铍铝合金原料粉末为铍粉和铝合金粉，铍含量为30-70wt%。3.根据权利要求1所述的一种铍铝合金的放电等离子体制备方法，其特征在于，铍粉粒度为5-20μm。4.根据权利要求2所述的一种铍铝合金的放电等离子体制备方法，其特征在于，所述原料铝合金粉为1XXX系、2XXX系、6XXX系或7XXX系铝合金粉末，粒度为5-20μm。5.根据权利要求1所述的一种铍铝合金的放电等离子体制备方法，其特征在于，所述步骤S1到步骤S2中所述的过程均在氩气保护气氛的手套箱中进行。6.根据权利要求1所述的一种铍铝合金的放电等离子体制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的冷等静压压力50-250MPa，保压时间10-20min。7.根据权利要求1所述的一种铍铝合金的放电等离子体制备方法，其特征在于，所述步骤S3中放电等离子体烧结的升温速率为50-100℃/min。8.根据权利要求1所述的一种铍铝合金的放电等离子体制备方法，其特征在于，所述步骤S3中将冷压坯装入的模具为石墨模具。9.根据权利要求1所述的一种铍铝合金的放电等离子体制备方法，其特征在于，所述步骤S1中采用高能球磨将铍粉和铝合金粉混合。2CN108486397A说明书1/5页一种铍铝合金的放电等离子体烧结制备方法技术领域[0001]本发明属于有色金属材料冶金制造技术领域，涉及铍铝合金制备方法。背景技术[0002]铍具有密度低、熔点高、刚度高、热中子吸收截面低、热性能优异、红外线反射率高、X射线穿透性好等特点，但它质脆不易加工、难以制成复杂的结构件。开发具有塑性基体的复合材料可以改善铍的室温脆性方法。上世纪60年代美国国家航空航天局致力于开发塑性铍基材料，并成功研发了铍铝合金系列。铍铝合金的研究最早始于1961年，Fenn等人在1966年报道了铝含量为24wt%~43wt%的系列铍铝合金的性能。作为复合材料，铍铝合金集中了铍、铝两种金属的优点，结合了铍的刚性和铝的韧性，可以根据刚度、密度、低温延性等性能设计不同的铍含量（30wt%~65wt%）。铍铝合金作为一种塑性铍基合金，铍铝合金相对于铝合金、钛合金、镁合金和一些传统的复合材料，其密度更低、刚度和热稳定性更好，在性能要求较高的领域，使用传统铝材很难达到性能指标，铍铝合金的使用是发展的必然趋势。铍铝合金不仅具有铍的高性能，也兼具铝材良好的成形性，且节约铍资源，在铍性能要求稍低的领域具有广阔应用前景。[0003]国际上现有的铍铝合金可以通过粉末冶金技术制备。粉末冶金方法制备铍铝合金所用粉末原料有两种形式：一种是将纯铍和纯铝粉直接混合作为等静压压制的原料；另一种是将铍和铝预合金化后，制成铍铝预合金粉，再进行成形和烧结