一种低变形抗力高耐腐蚀的6系铝合金复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种低变形抗力高耐腐蚀的6系铝合金复合材料及其制备方法。所述6系铝合金复合材料通过以下步骤的方法制备而成：钛锡碳(Ti2SnC)粉末与ⅢA族金属粉末反应得到TiC

【技术实现步骤摘要】
一种低变形抗力高耐腐蚀的6系铝合金复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属材料
，尤其涉及一种低变形抗力高耐腐蚀的6系铝合金复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]铝基复合材料相比铝合金具有高比强度、高耐磨性、抗疲劳等优异性能，被广泛应用在航空航天、国防、汽车等领域。在铝合金的生产过程中，通过添加不同合金元素及通过不同热处理工艺，可以获得不同程度的强化；如，2系、5系、6系、7系铝合金等等。其中，在国内应用比较广泛的中高强度6系合金主要是6061合金，但是因为6061合金含Cu元素，而且Cu元素的固溶温度低，所以在挤压过程中基本Cu元素处于一个完全固溶的状态，会显著增大变形抗力。同时6061合金的成份配比中，Mg元素的下限含量为0.8％，在6系内属于偏高的Mg含量，而Mg元素的固溶量大，且固溶后对变形抗力的影响大于Si元素，所以6061合金无论如何调配成份，因为Mg元素的下限含量较高，其变形抗力都较大。同时随着温度的下降，6061合金的变形抗力会增高，因此导致6061合金在低温条件下的使用受到限制。
[0003]TiC是颗粒增强铝基复合材料中使用率较高的增强体，但是TiC颗粒与铝基体之间较差的润湿性，很难制备组织均匀、性能优良的复合材料。
[0004]基于上述情况，本专利技术提出了一种低变形抗力高耐腐蚀的6系铝合金复合材料及其制备方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种低变形抗力高耐腐蚀的6系铝合金复合材料及其制备方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种低变形抗力高耐腐蚀的6系铝合金复合材料，所述6系铝合金复合材料通过以下步骤的方法制备而成：
[0007](1)称量钛锡碳(Ti2SnC)粉末以及ⅢA族金属粉末，放入聚四氟乙烯的球磨罐中，同时加入无水乙醇进行湿混，放入氧化锆球，球料比8:1，球磨转速为150～160r/min，时间为9～10h，得到复合粉末；
[0008](2)将得到的复合粉末在45～50℃干燥1～2h，随后将复合粉末投入直径为20～25mm、高度为40～45mm的模具中，以压力40～45MPa保压2～3min，得冷压胚体；
[0009](3)将冷压胚体转移至真空烧结炉中，通入惰性气体，以升温速率为25℃/min，升温至950～1000℃，并保温60～90min，自然冷却至80℃以下出炉，得到TiC
X
/ⅢA(Sn)中间体；
[0010](4)将6系铝合金颗粒放入石墨坩埚中熔炼成合金液，使合金液温度达到850～900℃时，加入TiC
X
/ⅢA(Sn)中间体，同时机械搅拌并保温15～20min，扒去表面浮渣；
[0011](5)在750～800℃下将合金液浇入水冷石墨模中，冷却，切割，即得。
[0012]优选地，所述钛锡碳(Ti2SnC)的粒径为200目～300目，纯度≥98％。
[0013]优选地，所述ⅢA族金属粉末为铝粉。
[0014]优选地，所述铝粉的粒径为200目～300目，纯度≥99.9％。
[0015]优选地，所述钛锡碳(Ti2SnC)粉末与铝粉的质量比为2.5～4.5:5.5～7.5。
[0016]优选地，所述无水乙醇的用量为醇料比为0.5～1:1。
[0017]优选地，所述氧化锆球的用量为球料比8～10:1。
[0018]优选地，所述惰性气体为氩气、氦气、二氧化碳的其中一种。
[0019]优选地，所述的6系铝合金颗粒为6061铝合金颗粒、6063铝合金颗粒、6065铝合金颗粒的其中一种。
[0020]优选地，所述的6系铝合金颗粒为6061铝合金颗粒，所述6061铝合金颗粒由如下重量百分比的成分构成：Zn：0.25～0.30％、Mg：0.8～0.9％、Cu：0.1～0.2％、Fe：0.65～0.7％、Si：0.5～0.6％、Mn：0.15～2.0％、Cr：0.1～0.2％、Ti：0.15～0.25％、余量为Al。
[0021]在其中一个实施例中，所述6061铝合金颗粒由如下重量百分比的成分构成：Zn：0.25％、Mg：0.9％、Cu：0.2％、Fe：0.7％、Si：0.5％、Mn：0.15％、Cr：0.1％、Ti：0.15％、余量为Al。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0023]1.本专利技术制备通过加入钛锡碳(Ti2SnC)与铝粉，在其在较高温度下会发生化学反应生成TiC
X
相以及Al
‑
Sn两种金属相，同时加入到6系铝合金基材中，不仅能提高6系铝合金的耐腐蚀性，降低其变形抗力，同时也能使6系铝合金在低温条件下也能维持低变形抗力状态，从而扩大了6系铝合金在低温生产条件的应用范围。
[0024]2.本专利技术原材料在国内充足，价格适宜，使其规模化生产没有太高的成本限制；同时，制备方法简单，总体生产成本不高，有利于工业的大规模生产。
具体实施方式
[0025]实施例1
[0026]按表1称量具体原料，步骤制备步骤如下：
[0027](1)称量钛锡碳(Ti2SnC)粉末以及铝粉，放入聚四氟乙烯的球磨罐中，同时加入醇料比为0.5:1的无水乙醇进行湿混，磨球选择氧化锆球，球料比8:1，球磨转速为150r/min，时间为10h，得到复合粉末；
[0028](2)将得到的复合粉末在45℃干燥2h，随后将复合粉末投入直径为20mm、高度为40mm的模具中，以压力40MPa保压3min，得冷压胚体；
[0029](3)将冷压胚体转移至真空烧结炉中，通入氩气，以升温速率为25℃/min，升温至950℃，并保温90min，自然冷却至80℃以下出炉，得到TiC
X
/Al(Sn)中间体；
[0030](4)将6061铝合金颗粒放入石墨坩埚中熔炼成合金液，使合金液温度达到850℃时，加入TiC
X
/Al(Sn)中间体，同时机械搅拌并保温20min，扒去表面浮渣；
[0031](5)在750℃下将合金液浇入水冷石墨模中，冷却，切割，即得。
[0032]实施例2
[0033]按表1称量具体原料，步骤制备步骤如下：
[0034](1)称量钛锡碳(Ti2SnC)粉末以及铝粉，放入聚四氟乙烯的球磨罐中，同时加入醇
料比为0.5:1的无水乙醇进行湿混，磨球选择氧化锆球，球料比8:1，球磨转速为160r/min，时间为9h，得到复合粉末；
[0035](2)将得到的复合粉末在50℃干燥1h，随后将复合粉末投入直径为25mm、高度为45mm的模具中，以压力45MPa保压2min，得冷压胚体；
[0036](3)将冷压胚体转移至真空烧结炉中，通入氩气，以升温速率为25℃/min，升温至1000℃，并保温60min，自然冷却至80℃以下出炉，得到TiC
X
/Al(Sn)中间体；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低变形抗力高耐腐蚀的6系铝合金复合材料，其特征在于，所述6系铝合金复合材料通过以下步骤的方法制备而成：(1)称量钛锡碳(Ti2SnC)粉末以及ⅢA族金属粉末，放入聚四氟乙烯的球磨罐中，同时加入无水乙醇进行湿混，放入氧化锆球，球料比8:1，球磨转速为150～160r/min，时间为9～10h，得到复合粉末；(2)将得到的复合粉末在45～50℃干燥1～2h，随后将复合粉末投入直径为20～25mm、高度为40～45mm的模具中，以压力40～45MPa保压2～3min，得冷压胚体；(3)将冷压胚体转移至真空烧结炉中，通入惰性气体，以升温速率为25℃/min，升温至950～1000℃，并保温60～90min，自然冷却至80℃以下出炉，得到TiC
X
/ⅢA(Sn)中间体；(4)将6系铝合金颗粒放入石墨坩埚中熔炼成合金液，使合金液温度达到850～900℃时，加入TiCX/ⅢA(Sn)中间体，同时机械搅拌并保温15～20min，扒去表面浮渣；(5)在750～800℃下将合金液浇入水冷石墨模中，冷却，切割，即得。2.根据权利要求1所述的6系铝合金复合材料，其特征在于，所述钛锡碳(Ti2SnC)的粒径为200目～300目，纯度≥98％。3.根据权利要求1所述的6系铝合金复合材料，其特征在于，所述ⅢA族金属粉末为铝粉，所述铝粉的粒径为200目～300目，纯度≥99.9％。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：崔立新，赵晓光，吴胜利，焦培勇，崔雷，许庆彬，李成，杨国强，成凯，王志伟，李明，王环宇，
申请(专利权)人：山东创新合金研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：