一种颗粒增强耐热铝基复合材料及其制备方法和热处理方法技术

本发明专利技术公开了一种颗粒增强耐热铝基复合材料及其制备方法和热处理方法，通过Sc、Zr联合微合金化TiB2颗粒得到增强的Al基复合材料。本发明专利技术通过Sc、Zr元素在TiB2颗粒表面的强吸附作用，显著抑制了TiB2颗粒团聚的问题；并通过多级热处理工艺最终获得密度较大、均匀分布的纳米级耐热强化相，得到的铝基复合材料在提高强度的同时，保持较高的热稳定性。本发明专利技术获得的强韧性兼备的耐热铝基复合材料，能够在300℃～400℃的高温区间服役，在航空航天、汽车制造等工业领域有着广阔的应用前景。造等工业领域有着广阔的应用前景。造等工业领域有着广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种颗粒增强耐热铝基复合材料及其制备方法和热处理方法


[0001]本专利技术涉及一种铝基复合材料，尤其是涉及一种通过添加颗粒增强成分、并结合热处理工艺制备具有高强韧耐热性能的铝基复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]铝基复合材料是指在铝金属基体材料中添加不同种类和含量的其他成分获得的具有良好强度和加工性能的复合材料，是重要的轻金属材料，在航空航天、交通运输、建筑、机电、轻化和日用品中有着广泛的应用。
[0003]但是传统的铝基材料强度较低，尤其是在高温下会发生高温失稳软化，强度明显降低，因此限制了其适用范围。一般通过添加第二相增强材料来提高其强度。
[0004]例如，TiB2/Al
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Cu基复合材料兼具铝铜合金基体和增强体TiB2颗粒的优良性能，具有比强度高、抗腐蚀性好、热力学稳定性优异等优点，是制备兼具卓越室温/高温力学性能轻量化结构材料的重要途径之一，因此在航空航天、汽车制造等工业领域有广阔的应用前景。
[0005]然而，TiB2/Al
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Cu复合材料强度与韧性不兼备的难题本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种颗粒增强耐热铝基复合材料，其特征在于，按质量百分比计，所述铝基复合材料包括Cu 4.5
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5.5％、Y 0.25
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0.5％、Ce 0.15
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0.7％、Sc 0.1
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0.4％、Zr0.1
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0.4％、TiB
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10％、杂质元素少于0.2％，余量为Al。2.根据权利要求1所述的一种颗粒增强耐热铝基复合材料，其特征在于，所述杂质元素包括Fe，所述Fe的质量百分数少于0.1％。3.根据权利要求1所述的一种颗粒增强耐热铝基复合材料，其特征在于，所述铝基复合材料在室温下的抗拉强度超过500MPa，在250℃下的抗拉强度超过400MPa，在350℃下的抗拉强度超过310MPa，在400℃下的抗拉强度超过100MPa。4.一种权利要求1所述的颗粒增强耐热铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤，S1：按所述复合材料成分准备Al、Cu、Sc、Zr、Y、Ce的纯金属或中间合金，含Ti和B的原料，并准备Na3AlF6和造渣剂备用；S2：加热熔化Al、Cu、Sc、Zr、Y、Ce的纯金属或中间合金并保温，加入部分造渣剂后氩气精炼；S3：加入含Ti和B的原料及Na3AlF6，再次施加氩气精炼，加入另一部分造渣剂，去除浮渣；S4：升温至740
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760℃并保温5
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10min，然后机械搅拌10
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20min，其中施加超声振动时间为1
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5min，搅拌结束后静置降温至700
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730℃，浇铸到金属型模具中，自然冷却得到铸态铝基复合材料；S5：对所述铸态铝基复合材料进行多级热处理，第一级为均匀化热处理，第二级为固溶处理，第三级为回归再时效热处理。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述原料的纯度不低于99.9％，所述造渣剂为铝铜合金通用造渣剂。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述含Ti和B的原料分别为K2TiF6、KBF4，所述K2TiF6、KBF4以及所述Na3AlF6为粒径1
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5cm的颗粒状。7.根据权利要求4所述的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛彦庆，陈卓，张祖飞，
申请(专利权)人：西安邮电大学，
类型：发明
国别省市：