【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属复合材料领域，具体涉及一种谐波异质结构铝基复合材料的制备方法。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、向铝基体中引入si3n4、sic、b4c和tib2等陶瓷颗粒可以显著提高基体合金的力学性能，但由于硬质刚性相易诱发应变集中，增强颗粒在提升材料强度的同时也导致了塑性的严重下降。同时传统均匀结构材料的强度与塑性之间也存在倒置关系，即材料强度的提高是以牺牲塑性为代价，使高强度与高塑性无法同时兼得。通过不同微观组织的有机结合，形成异质结构，可以突破材料强度与塑性之间的倒置关系，实现强度与塑性的协同提升。
3、目前，异质结构材料可以通过增材制造、累积叠轧、冷轧加热处理以及热压烧结等方法制备。在cn115815622a的专利技术创造中公开了一种搅拌摩擦辅助激光增材制造异构金属材料的方法。此方法采用激光增材制造和搅拌摩擦加工的组合工艺，在基板上先增材后局部搅拌摩擦加工，如此往复，完成异质结构的增材制造。该专利技术的优点是可以实现金属材料强度和韧性的同步提升；缺点是材料内各异质组分的比例难以精确控制。在cn113403517a的专利技术创造中公开了一种异质结构的al2o3/crconi纳米复合材料的制备方法。该方法通过不同的球磨条件获得了不同晶粒尺度的crconi粉末，最后采用真空热压烧结获得了异质结构al2o3/crconi纳米复合材料。此专利技术通过粗晶区与细晶区
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种谐波异质结构铝基复合材料的制备方法。本专利技术设计了同时具有粗晶区和细晶区的谐波异质结构铝基复合材料。其中细晶区强度较高，有利于提升复合材料的强度，粗晶区损伤容限较高，有利于提升塑性。同时，细晶区和粗晶区之间力学性能的差异将引起异质变形，为了维持晶粒间的协调变形，需要在粗晶区/细晶区边界处引入和储存几何必要位错，这将在粗晶区中产生背应力，在细晶区中产生前应力，从而在保持良好塑性的同时产生异质变形诱导强化，使谐波异质结构铝基复合材料具有良好的综合力学性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
3、第一方面，本专利技术提供了一种谐波异质结构铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4、s1、将两种具有不同粒径的铝粉与硼化钛以及不锈钢球混合进行球磨，球磨后分离不锈钢球得到混合粉末；
5、s2、将混合粉末进行真空热压烧结，冷却后获得谐波异质结构铝基复合材料。
6、优选的，所述铝粉包括6061铝粉，所述两种不同粒径的比值为(9～11):1，两种具有不同粒径的铝粉的质量比为1:(0.9～1.1)。
7、优选的，所述硼化钛与所述铝粉的质量比为1:(11～12)。
8、进一步优选的，所述硼化钛与所述铝粉中粒径较小的铝粉的粒径比为(1～1.1):1。
9、优选的，所述不锈钢球由5mm、8mm和10mm的不锈钢球按质量比5:3:2组成。
10、优选的，所述不锈钢球的质量与铝粉和硼化钛总质量的比例为(4～6):1。
11、优选的，球磨的转速为200～400r/min，球磨时间为1.5～2.5h，球磨程序设置为正转30min、反转30min交替进行，每球磨30min停转10min。
12、优选的，球磨后过100目筛网分离不锈钢球。
13、优选的，真空热压烧结时，压力低于1×10-2pa时开始烧结，先以9～11℃/min的升温速度升至195～205℃并保温25～35min，再以9～11℃/min的升温速度升至550～570℃并将压力升至29～31mpa，保温55～65min。
14、第二方面，本专利技术提供了一种谐波异质结构铝基复合材料，通过如第一方面所述的制备方法获得。
15、上述本专利技术的一种或多种技术方案取得的有益效果如下：
16、(1)与传统的均匀结构铝基复合材料相比，本专利技术所设计的tib2/6061al复合材料具有细晶区包围粗晶区的谐波结构，该结构实现了细晶区和粗晶区的有机结合，有利于实现异质变形诱导强化。
17、(2)与传统异质结构材料的制备方法相比，本专利技术具有流程简单、粗细晶比例易控制等优势，而且可以在传统设备上进行，无需对制备设备进行改造，可实现谐波异质结构铝基复合材料的高质量、高效率、低成本制备。
18、(3)本专利技术通过将粗细6061al粉的混合，不仅实现了谐波异质结构的构建，而且克服了细铝粉烧结性能差的缺点，最终获得的谐波异质结构铝基复合材料具有更高的致密度。
19、(4)本专利技术所设计的制备工艺十分灵活，不仅可以通过改变6061al粉末粒径实现异质结构的优化，而且可以应用于mg基、cu基和ti基谐波异质结构复合材料的制备。
20、(5)本专利技术所设计的谐波异质结构的tib2/6061al复合材料与均匀细晶结构和均匀粗晶结构复合材料相比，具有更高的致密度、更高的强度和更高的塑性，实现了强度与塑性的协同提升。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种谐波异质结构铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝粉包括6061铝粉，所述两种不同粒径的比值为(9～11):1，两种具有不同粒径的铝粉的质量比为1:(0.9～1.1)。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硼化钛与所述铝粉的质量比为1:(11～12)。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述硼化钛与所述铝粉中粒径较小的铝粉的粒径比为(1～1.1):1。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述不锈钢球由5mm、8mm和10mm的不锈钢球按质量比5:3:2组成。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述不锈钢球的质量与铝粉和硼化钛总质量的比例为(4～6):1。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，球磨的转速为200～400r/min，球磨时间为1.5～2.5h，球磨程序设置为正转30min、反转30min交替进行，每球磨30min停转10min。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，真空热压烧结时，压力低于1×10-2Pa时开始烧结，先以9～11℃/min的升温速度升至195～205℃并保温25～35min，再以9～11℃/min的升温速度升至550～570℃并将压力升至29～31MPa，保温55～65min。
10.一种谐波异质结构铝基复合材料，其特征在于，通过如权利要求1-9任一项所述的制备方法获得。
...【技术特征摘要】
1.一种谐波异质结构铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝粉包括6061铝粉，所述两种不同粒径的比值为(9～11):1，两种具有不同粒径的铝粉的质量比为1:(0.9～1.1)。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硼化钛与所述铝粉的质量比为1:(11～12)。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述硼化钛与所述铝粉中粒径较小的铝粉的粒径比为(1～1.1):1。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述不锈钢球由5mm、8mm和10mm的不锈钢球按质量比5:3:2组成。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述不锈钢球的质量与铝粉和硼化钛总质量的比例为...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈良，李志刚，钱丽华，赵宇辉，张存生，赵国群，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。