本发明专利技术提供一种轻质铁镍合金纤维增强铝合金复合材料及其制备方法，该复合材料的性能优越，强度高，并且具有软磁性能。该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。该复合材料以铝合金为基体，在基体上分布着铁镍合金纤维，铁镍合金纤维占复合材料的体积百分数为４０％－４５％：该铝合金基体的化学成分的重量百分含量：为Ｍｇ为３％～６％，Ｆｅ为０．０１％～０．０５％，Ｎｉ为０．０１％～０．０５％，Ｃｕ为０．０１％～０．０５％，Ｇｄ为０．００３％－０．０９％，Ｙ为０．００３％－０．０９％，其余为Ａｌ。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料领域，涉及一种铁镍合金纤维增强铝合金复合材料及其制备 方法。
技术介绍
目前金属材料领域中，对纤维及其对铝的作用受到了重视。CN92106033. 5涉及材料领域，即提供了一种超混杂植物纤维增强铝合金，其主要 特征在于用植物纤维替代了 ARALL复合材料中的kcvlar纤维。CN200610010598. 8涉及它 涉及碳纤维铝基复合材料及其制备方法。它解决了现有在高温成型时会发生严重的界面反 应，生成脆性反应相A14C3。A14C3，使复合材料在受力时易发生脆性断裂，使其力学性能降 低，工艺复杂，成本高的问题。它由无定形碳纤维和铝基复合制成，按体积份数无定形碳纤 维为10 30%、铝基为90 70%组成。方法为一、将配好的无定形碳纤维和硬铝基颗粒 放入行星式球磨机上混磨，球料比为2 1，混粉时间8 10小时；二、将混磨后的粉放入 钢模中冷压成型，放入真空热压炉中进行热压烧结，即制备出无定形碳纤维铝基复合材料。 以上材料使用非金属纤维，在生产中容易损坏纤维，而且材料无磁性。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种轻质铁镍合金纤维增强铝合金复 合材料，该复合材料的性能优越，强度高，并且具有软磁性能。本专利技术的另一目的是提供铁镍合金纤维增强铝合金复合材料的制备方法，该制备 方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的—种铁镍合金纤维增强铝合金复合材料，该复合材料以铝合金为基体，在基体上 分布着铁镍合金纤维，铁镍合金纤维占复合材料的体积百分比为40% -45% 该铝合金基体的化学成分的重量百分含量Mg为3% 6%，Fe为0.01% 0. 05 %，Ni 为 0. 01 % 0. 05 %，Cu 为 0. 01 % 0. 05 %，Gd 为 0. 003 % -0. 09 %，Y 为 0. 003% -0. 09%，其余为 Al ；铁镍合金纤维的化学成分的重量百分含量Ni为70% 75%，Mo为 3%， Nb 为 3%，Cu 为 -3%, Gd 为 0. 03% -0. 09%, Y 为 0. 05% 0. 2%，其余为 Fe。本专利技术铁镍合金纤维增强铝合金复合材料的制备方法，它包括以下步骤铁镍合金纤维的准备按重量百分含量Ni为70% 75%，Mo为 3%，Nb为 3%，Cu 为 -3%，Gd 为 0. 03% -0. 09%，Y为 0. 05% 0. 2%，其余为 Fe 进行配料，将原料置入带有加热装置的升液管内熔化而形成铁合金液，熔化温度为1480-1550°C ；合金 液通过升液管与旋转的水冷铜合金转轮凸缘接触，水冷铜合金转轮凸缘将合金液拽出，形 成铁镍合金纤维，转轮凸缘的线速度为19-24m/s，铁镍合金材料纤维的直径为10-45μπι; 转轮开转前开启转轮水冷系统，水冷系统进水温度小于30°C ；然后将铁镍合金纤维成束放置于有加热装置的底部通真空系统的钢制模具 的空腔中制成铁镍合金纤维预制体，控制铁镍合金纤维体积占金属模具空腔体积的 40% -45%，开启模具加热装置，控制温度为450-550°C ；铝合金液的准备按重量百分含量Mg为3% 6%，Fe为0.01% 0.05%，Ni为 0. 01% 0. 05%, Cu 为 0. 01% 0. 05%, Gd 为 0. 003% -0. 09%, Y 为 0. 003% -0. 09%, 其余为Al进行配料，将原料在680-72(TC温度下熔化成铝合金液；开启真空系统，控制上述钢制模具内的相对真空度为-20Kpa，将上述铝合金液体 浇入上述接通真空系统的钢制模具内的铁镍合金纤维预制体的上面，并注满模具，铝合金 液体在真空压力作用下渗入铁镍合金纤维预制体，关闭模具加热装置，在该钢制模具内冷 却凝固，形成铁镍合金纤维增强铝合金复合材料。本专利技术相比现有技术的有益效果如下本专利技术的铁镍合金纤维中的Ni、Mo、Nb元素共同作用可保证合金具有较高磁性； 铁镍合金纤维中的Cu、Gd、Y元素共同作用可保证铁镍合金纤维合金具有较高强度。铝合金中Gd、Cu、Y元素保证合金具有较高强度。铝合金中Fe、Ni、Cu、Gd、Y共同作用能保证铝合金与铁镍合金纤维具有很好的冶 金结合。本专利技术的合金性能见表1。本专利技术合金制备工艺简便，生产的合金材料性能好，而且生产成本低，非常便于工 业化生产。四附图说明图1为本专利技术实施例一制得的铁镍合金纤维增强铝合金复合材料的金相组织。由图1可以看到在铝合金基体和铁镍合金纤维界面结合良好。五具体实施例方式以下各实施例仅用作对本专利技术的解释说明，其中的重量百分含量均可换成重量g、 kg或其它重量单位。实施例一铁镍合金纤维的准备按重量百分含量Ni为70%，Mo为l%，Nb为l%，Cu为1%， Gd为0. 03%，Y为0. 05%，其余为Fe进行配料，将原料置入带有加热装置的升液管内熔化 而形成铁合金液，熔化温度为1480-1550°C ；升液管下部套装有柱塞，柱塞在动力装置带动 下可沿升液管上、下移动，柱塞上移时可将升液管内液面抬高，从而便于转轮凸缘将合金液 拽出，形成细晶铜纤维，转轮采用轮缘有凸缘的水冷铜合金转轮，形成合金液通过升液管与 旋转的水冷铜合金转轮凸缘接触，水冷铜合金转轮凸缘将合金液拽出，形成铁镍合金合金 纤维，转轮凸缘的线速度为19-24m/s，铁镍合金基合金材料纤维的直径为10-45 μ m;转轮 开转前开启转轮水冷系统，水冷系统进水温度小于30°C ；然后将铁镍合金基合金纤维成束放置于有加热装置的底部通真空系统的钢制模 具的空腔中制成铁镍合金纤维预制体，铁镍合金纤维体积占钢制模具空腔体积的40%， (由此可控制铁镍合金纤维占复合材料的体积百分数为40% -45% )，开启模具加热装置， 控制温度为450-550°C ；铝合金液的准备按重量百分含量为Mg为3%，Fe为0. 01 %，Ni为0. 01 %，Cu为 0.01%，6(1为0. 003%，Y为0. 003%，其余为Al进行配料，将原料在680_720°C温度下熔化 成铝合金液；开启真空系统，控制上述钢制模具内的相对真空度为-20Kpa，将上述铝合金液体 浇入上述接通真空系统的钢制模具内的铁镍合金纤维预制体的上面，并注满模具，铝合金 液体在真空压力作用下渗入铁镍合金纤维预制体，此时可关闭模具加热装置，合金在钢制 模具内保持真空度冷却凝固，形成铁镍合金纤维增强铝合金复合材料。实施例二铁镍合金纤维的准备铁镍合金纤维的化学成分的重量百分含量Ni为75%，Mo 为 3%，Nb 为 3%，Cu 为 3%，Gd 为 0. 09%，Y 为 0. 2%，其余为 Fe。铝合金液的准备该铝合金基体的化学成分的重量百分含量为Mg为6%，Fe为 0. 05%, Ni 为 0. 05%, Cu 为 0. 05%, Gd 为 0. 09%, Y 为 0. 09%，其余为 Al ；制备过程同实施例一，制备过程中控制铁镍合金纤维占复合材料的体积百分数为 45%。实施例三铁镍合金纤维的准备铁镍合金纤维的化学成分的重量百分含量Ni为72%，Mo 为 2%，Nb 为 2%，Cu 为 2%，Gd 为 0. 06%，Y 为 0. 092%，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铁镍合金纤维增强铝合金复合材料，该复合材料以铝合金为基体，在基体上分布着铁镍合金纤维，铁镍合金纤维占复合材料的体积百分比为４０％－４５％： 该铝合金基体的化学成分的重量百分含量：Ｍｇ为３％～６％，Ｆｅ为０．０１％～０．０５％，Ｎｉ为０．０１％～０．０５％，Ｃｕ为０．０１％～０．０５％，Ｇｄ为０．００３％－０．０９％，Ｙ为０．００３％－０．０９％，其余为Ａｌ； 铁镍合金纤维的化学成分的重量百分含量：Ｎｉ为７０％～７５％，Ｍｏ为１％～３％，Ｎｂ为１％～３％，Ｃｕ为１％－３％，Ｇｄ为０．０３％－０．０９％，Ｙ为０．０５％～０．２％，其余为Ｆｅ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵浩峰，王玲，李鹏，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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