高性能建筑铝基复合材料及锻造方法技术

本发明专利技术提供的本发明专利技术公开高性能建筑铝基复合材料的锻造方法，包括以下将SiC增强铝基复合材料坯料加热至一次设定预热温度进行一次预热；将SiC增强铝基复合材料坯料进行轻锻；将步骤S102轻锻后的SiC增强铝基复合材料，加热至二次设定预热温度进行二次预热；对上述步骤中进行二次预热后的SiC增强铝基复合材料根据设定锻造条件进行锻造。解决了现有建筑铝基复合材料的综合机械性能差的问题。本发明专利技术的高性能建筑铝基复合材料的锻造方法锻造显著提高了建筑用SiC增强铝基复合材料的耐磨损性能和冲击性能。从而使SiC增强铝基复合材料的综合性能得到了显著的提高。

High performance building aluminum matrix composites and forging methods

The present invention discloses a forging method for high performance building aluminum matrix composites, including heating the SiC reinforced aluminum matrix composites blank to a set preheating temperature for one preheating, lightly forging the SiC reinforced aluminum matrix composites blank, and heating the SiC reinforced aluminum matrix composites after light forging SiC reinforced aluminium matrix composites were forged according to the forging conditions after secondary preheating at the secondary preheating temperature. The problem of poor mechanical properties of the existing aluminum matrix composites is solved. The forging method of the high performance building aluminum matrix composite material of the invention significantly improves the wear resistance and impact performance of the building SiC reinforced aluminum matrix composite material. Thus the comprehensive properties of SiC reinforced aluminum matrix composites have been significantly improved.

【技术实现步骤摘要】
高性能建筑铝基复合材料及锻造方法
本专利技术涉施工工程的
，尤其涉及高性能建筑铝基复合材料的锻造方法。
技术介绍
复合材料由于兼具基体材料和增强相的优点，在商业化应用极具前景。现有技术中，集中在分析了锻造对以TiC颗粒为增强相的钛基复合材料组织和性能的影响、锻造对以(TiB+TiC)为增强相的钛基复合材料组织和高温性能的影响规律、研究了采用粉末冶金结合多向锻造方法制备TiCp/Mg复合材料的显微组织和性能及分析等温锻造对SiCp/Al复合材料颗粒分布的影响规律。铝基复合材料是一类极其重要的轻质复合材料，在建筑等领域具有广泛的应用前景。由此可知，现有的复合材料多数性能单一，综合性能差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供的高性能建筑铝基复合材料的锻造方法。解决了现有建筑铝基复合材料的综合机械性能差的问题。为了达到上述目的，高性能建筑铝基复合材料的锻造方法，包括以下步骤：步骤S101,将SiC增强铝基复合材料坯料加热至一次设定预热温度进行一次预热；步骤S102，将SiC增强铝基复合材料坯料进行轻锻；步骤S103，将步骤S102轻锻后的SiC增强铝基复合材料，加热至二次设定预热温度进行二次预热；步骤S104，对步骤S103中进行二次预热后的SiC增强铝基复合材料根据设定锻造条件进行锻造。在一种优选的实施方式中，所述SiC增强铝基复合材料坯料的成分为25％SiC、1.5％Cr、6％Si、余量Al。在一种优选的实施方式中，所述SiC增强铝基复合材料坯料的成分为20％SiC、2％Cr、5.5～7.5％Si、余量Al。在一种优选的实施方式中，所述一次设定预热温度为490℃～500℃。在一种优选的实施方式中，所述步骤S103中二次设定预热温度为460℃～480℃。在一种优选的实施方式中，所述设定锻造条件中的初锻温度460℃～480℃、终锻温度340～380℃。在一种优选的实施方式中，所述设定锻造条件中的锻造比为8.0～8.6。在一种优选的实施方式中，所述步骤S104后还包括步骤S105：在一种优选的实施方式中，所述步骤S105，进行退火，改退火条件为250℃×3h或300℃×2.8h。同时，本专利技术还提供了一种高性能建筑铝基复合材料，通过上述高性能建筑铝基复合材料的锻造方法所制成的高性能建筑铝基复合材料。由上述内容可知，本专利技术的有益效果在于，本专利技术的高性能建筑铝基复合材料的锻造方法锻造显著提高了建筑用SiC增强铝基复合材料的耐磨损性能和冲击性能。从而使SiC增强铝基复合材料的综合性能得到了显著的提高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一种实施方式中，高性能建筑铝基复合材料试样耐磨损性能测试结果；图2为本专利技术另一种实施方式中，高性能建筑铝基复合材料试样锻造前后试样的磨损表面形貌SEM照片；图3为本专利技术另一种实施方式中，是锻造前后建筑用SiC增强铝基复合材料试样的-40℃冲击断口SEM照片。具体实施方式下面将结合本专利技术的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的一种实施方式中，提供了高性能建筑铝基复合材料的锻造方法，包括以下步骤：步骤S101,将SiC增强铝基复合材料坯料加热至一次设定预热温度进行一次预热；优选地，上述SiC增强铝基复合材料坯料的成分为25％SiC、1.5％Cr、6％Si、余量Al。优选地，上述SiC增强铝基复合材料坯料的成分为20％SiC、2％Cr、5.5～7.5％Si、余量Al。上述一次设定预热温度为490℃～500℃。步骤S102，将SiC增强铝基复合材料坯料进行轻锻；步骤S103，将步骤S102轻锻后的SiC增强铝基复合材料，加热至二次设定预热温度进行二次预热；步骤S104，对步骤S103中进行二次预热后的SiC增强铝基复合材料根据设定锻造条件进行锻造。优选地，上述步骤S103中二次设定预热温度为460℃～480℃。优选地，上述设定锻造条件中的初锻温度460℃～480℃、终锻温度340～380℃。锻造比为8.0～8.6。为使内应力进行释放，放置内部应力产生，在本专利技术的一种优选的实施方式中，上述步骤S104后还包括步骤S105：上述步骤S105，进行退火，改退火条件为250℃×3h或300℃×2.8h。同时，本专利技术还提供了一种高性能建筑铝基复合材料，通过上述高性能建筑铝基复合材料的锻造方法所制成的高性能建筑铝基复合材料。本专利技术方法获得的高性能建筑铝基复合材料，锻造前后建筑用SiC增强铝基复合材料试样的耐磨损性能测试结果，如图1所示。从图2可以看出，与锻造前相比，锻造后试样在磨损试验过程中的磨损体积明显减小。具体地，与锻造前相比，锻造后试样磨损10min后的磨损体积从35×10-3mm3减小至11×10-3mm3，减小了69％；锻造后试样磨损30min后试样的磨损体积由57×10-3mm3变化到22×10-3mm3，磨损体积减小了61％。我们都知道，在其它条件相同的前提下，如果磨损过程中测试到的试样磨损体积数值越小，那么测试试样的耐磨损性能越好；如果磨损过程中测试到的试样磨损体积数值越大，那么测试试样的耐磨损性能越差。换言之，锻造显著提高了试样的耐磨损性能。图2是锻造前后建筑用SiC增强铝基复合材料试样的磨损表面形貌SEM照片。从图3可以看出，锻造前试样在磨损试验后表面出现较多的起皮、脱落，并伴有粗大的磨痕，试样磨损现象较为严重。锻造后试样在磨损试验后表面无明显的起皮或脱落，磨痕也变得较为细小，试样磨损现象较锻造前得到明显减轻，表现出更好的耐磨损性能。这与试样的磨损体积测试结果一致。图3是锻造前后建筑用SiC增强铝基复合材料试样的-40℃冲击断口SEM照片。从图3可以看出，锻造前试样的冲击断口主要是由解离台阶组成，表现为较为明显的脆性断裂特征。锻造后试样的冲击断口中包含了较多的韧窝和撕裂棱，同时也包含了少量的解离台阶，表现出较为明显的混合断裂特征，这种混合断裂是以韧性断裂为主、脆性断裂为辅。由此可以看出，锻造使建筑用SiC增强铝基复合材料在-40℃条件下的断裂方式从脆性断裂变为韧性断裂为主、脆性断裂为辅的混合断裂，使复合材料获得更好的冲击性能。这与建筑用SiC增强铝基复合材料-40℃测试条件下的冲击吸收功测试结果相吻合。对锻造前后试样的耐磨损性能和冲击性能进行了测试与分析，得到了如下主要结论：(1)锻造显著提高了建筑用SiC增强铝基复合材料的耐磨损性能和冲击性能。(2)与锻造前相比，锻造后SiC增强铝基复合材料磨损10min后的磨损体积从35×10-3mm3减小至11×10-3mm3，减小了69％；锻造后试样磨损30min后的磨损体积从57×10-3mm3减小至22×10-3mm3，减小了61％；。(3)与锻造前相比，锻造后SiC增强铝基复合材料的-40℃冲击吸收功从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高性能建筑铝基复合材料的锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S101,将SiC增强铝基复合材料坯料加热至一次设定预热温度进行一次预热；步骤S102，将SiC增强铝基复合材料坯料进行轻锻；步骤S103，将步骤S102轻锻后的SiC增强铝基复合材料，加热至二次设定预热温度进行二次预热；步骤S104，对步骤S103中进行二次预热后的SiC增强铝基复合材料根据设定锻造条件进行锻造。

【技术特征摘要】
1.高性能建筑铝基复合材料的锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S101,将SiC增强铝基复合材料坯料加热至一次设定预热温度进行一次预热；步骤S102，将SiC增强铝基复合材料坯料进行轻锻；步骤S103，将步骤S102轻锻后的SiC增强铝基复合材料，加热至二次设定预热温度进行二次预热；步骤S104，对步骤S103中进行二次预热后的SiC增强铝基复合材料根据设定锻造条件进行锻造。2.根据权利要求1所述的高性能建筑铝基复合材料的锻造方法，其特征在于，所述SiC增强铝基复合材料坯料的成分为25％SiC、1.5％Cr、6％Si、余量Al。3.根据权利要求1所述的高性能建筑铝基复合材料的锻造方法，其特征在于，所述SiC增强铝基复合材料坯料的成分为20％SiC、2％Cr、5.5～7.5％Si、余量Al。4.根据权利要求1所述的高性能建筑铝基复合材料的锻...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴渝玲，
申请(专利权)人：重庆水利电力职业技术学院，
类型：发明
国别省市：重庆,50