CN105458263A - 一种铝基复合材料-铝合金夹层板制备方法 - Google Patents

一种铝基复合材料-铝合金夹层板制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105458263A
CN105458263A CN201510932717.4A CN201510932717A CN105458263A CN 105458263 A CN105458263 A CN 105458263A CN 201510932717 A CN201510932717 A CN 201510932717A CN 105458263 A CN105458263 A CN 105458263A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminum
matrix composite
aluminum alloy
preparation
aluminum matrix
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510932717.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105458263B (zh
Inventor
吴浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Xiang Bang Matrix Material Co Ltd
Original Assignee
Anhui Xiang Bang Matrix Material Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Xiang Bang Matrix Material Co Ltd filed Critical Anhui Xiang Bang Matrix Material Co Ltd
Priority to CN201510932717.4A priority Critical patent/CN105458263B/zh
Publication of CN105458263A publication Critical patent/CN105458263A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105458263B publication Critical patent/CN105458263B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/115—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by spraying molten metal, i.e. spray sintering, spray casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/02—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

本发明公开了一种铝基复合材料-铝合金夹层板制备方法，该发明采用喷射沉积工艺，先制备铝基复合材料/铝合金沉积坯，然后进行轧制，实现材料的致密化，然后经过固溶-时效处理，实现铝基复合材料-铝合金夹层板制备。在面层中，增强颗粒在基体中分布均匀，具有良好的硬度和耐磨性，在芯层中，铝合金晶粒细小、组织均匀，具有良好的韧性，同时面层与芯层结合良好。这种制备方法工艺简单，适合规模化工业生产，制备的夹层板具有良好的综合性能，可以广泛应用于机械装备、航空航天、武器装备等领域。

Description

一种铝基复合材料-铝合金夹层板制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，具体地说，是一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法。
背景技术
铝基复合材料具有高硬度、高耐磨性，但塑性和裂韧性较低，而铝合金具有良好的塑性和韧性，但耐磨性、硬度较低。因此利用铝基复合材料和铝合金的优点，将铝基复合材料作为面层，铝合金作为芯层，采用一定的制备工艺，制成一种铝基复合材料/铝合金夹层板，实现表面高硬耐磨，同时芯部高韧。在机械装备、航空航天、武器装备等领域具有广泛的应用前景。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种新型铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，实现了材料的致密化，并实现了高性能铝基复合材料/铝合金夹层板制备。
为了实现上述技术目的，本发明采取如下技术方案：一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，包括有采用喷射沉积工艺，其步骤如下：
1)先制备铝基复合材料/铝合金沉积坯；
2)然后进行轧制，实现材料的致密化；
3)然后经过固溶-时效处理，实现高性能铝基复合材料/铝合金夹层板制备。
进一步地，其包括以下步骤:
1)在坩埚A中加入颗粒增强铝基复合材料，在坩埚B中加入铝合金，将他们熔化，并除气精炼后，将物料升温到750-850℃；
2)将步骤1中坩埚A中升温到750-850℃的颗粒增强铝基复合材料熔体导入喷射沉积装置中，并对铝基复合材料熔体进行喷射沉积，在收集盘表面形成颗粒增强铝基复合材料沉积层；
3)将坩埚B中的铝合金熔体导入步骤2中颗粒增强铝基复合材料沉积层的喷射沉积装置中，并对颗粒增强铝基复合材料沉积层进行喷射沉积，并在颗粒增强铝基复合材料沉积层表面形成沉积铝合金层；
4)将坩埚A中的颗粒增强铝基复合材料熔体导入步骤3中形成沉积铝合金层的喷射沉积装置中，并对形成沉积铝合金层进行喷射沉积，并在收集盘的铝合金沉积层表面形成颗粒增强铝基复合材料沉积层；
5)将步骤4中收集盘上的沉积坯全部取下，然后进行热轧；
6)将步骤5中热压后的夹层板进行固溶-时效处理。
进一步地，所述步骤2与步骤1的时间间隔为1-5s。
进一步地，所述步骤2颗粒增强铝基复合材料沉积层厚度为10-30mm。
进一步地，所述步骤3与步骤2的时间间隔为1-5s。
进一步地，所述步骤3铝合金料沉积层厚度为10-30mm。
进一步地，所述步骤4与所述步骤3的时间间隔为1-5s。
进一步地，所述步骤4中铝合金沉积层厚度为10-30mm。
进一步地，步骤5所述沉积坯加热温度400-450℃，保温时间2-4h。
进一步地，步骤5所述轧制压下量为15-45mm。
本发明的技术特点和效果为：本发明采用喷射沉积工艺，制备铝基复合材料/铝合金沉积坯，再进行轧制，实现材料的致密化，然后经过固溶-时效处理，实现高性能铝基复合材料/铝合金夹层板制备。在面层中，增强颗粒在基体中分布均匀，铝基复合材料具有良好的硬度和耐磨性。在芯层中，铝合金晶粒细小、组织均匀，具有良好韧性，面层与芯层结合良好。这种制备方法工艺简单，适合规模化工业生产，制备的夹层板具有良好的综合性能，可以广泛应用于机械装备、航空航天、武器装备等领域。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实例所得铝基复合材料/铝合金夹层板制备过程如下:
在坩埚A和坩埚B分别加入5wt.％TiB2/2024铝基复合材料和2024铝合金，使其熔化，并除气精炼后，升温到750℃；然后将坩埚A中的颗粒增强铝基复合材5wt.％TiB2/2024铝基复合材料熔体导入喷射沉积装置中，对5wt.％TiB2/2024铝基复合材料熔体进行喷射沉积，在收集盘表面形成10mm的5wt.％TiB2/2024铝基复合材料沉积层。在1s内将坩埚B中的2024铝合金熔体导入喷射沉积装置中，对2024铝合金进行喷射沉积，在5wt.％TiB2/2024铝基复合材料沉积层表面沉积10mm的2024铝合金。然后在1s内将坩埚A中的5wt.％TiB2/2024颗粒增强铝基复合材料熔体导入喷射沉积装置中，对5wt.％TiB2/2024铝基复合材料熔体进行喷射沉积，在收集盘的2024铝合金沉积层表面形成10mm的5wt.％TiB2/2024铝基复合材料沉积层。将收集盘上的沉积坯取下，加热至400℃，保温2h，进行热轧，压下量15mm。然后进行固溶-时效处理，得到具有良好性能的铝基复合材料/铝合金夹层板。
实施例2
在坩埚A和坩埚B分别加入8wt.％TiB2/7075铝基复合材料和7075铝合金，使其熔化，并除气精炼后，升温到800℃；然后将坩埚A中的颗粒增强铝基复合材8wt.％TiB2/7075铝基复合材料熔体导入喷射沉积装置中，对8wt.％TiB2/7075铝基复合材料熔体进行喷射沉积，在收集盘表面形成20mm的8wt.％TiB2/7075铝基复合材料沉积层。在3s内将坩埚B中的7075铝合金熔体导入喷射沉积装置中，对7075铝合金进行喷射沉积，在8wt.％TiB2/7075铝基复合材料沉积层表面沉积20mm的7075铝合金。然后在3s内将坩埚A中的8wt.％TiB2/7075颗粒增强铝基复合材料熔体导入喷射沉积装置中，对8wt.％TiB2/7075铝基复合材料熔体进行喷射沉积，在收集盘的7075铝合金沉积层表面形成20mm的8wt.％TiB2/7075铝基复合材料沉积层。将收集盘上的沉积坯取下，加热至425℃，保温3h，进行热轧，压下量30mm。然后进行固溶-时效处理，得到具有良好性能的铝基复合材料/铝合金夹层板。
实施例3
在坩埚A和坩埚B分别加入10wt.％TiB2/7050铝基复合材料和7050铝合金，使其熔化，并除气精炼后，升温到850℃；然后将坩埚A中的颗粒增强铝基复合材10wt.％TiB2/7050铝基复合材料熔体导入喷射沉积装置中，对10wt.％TiB2/7050铝基复合材料熔体进行喷射沉积，在收集盘表面形成30mm的10wt.％TiB2/7050铝基复合材料沉积层。在5s内将坩埚B中的7050铝合金熔体导入喷射沉积装置中，对7050铝合金进行喷射沉积，在10wt.％TiB2/7050铝基复合材料沉积层表面沉积30mm的铝合金。然后在5s内将坩埚A中的10wt.％TiB2/7050颗粒增强铝基复合材料熔体导入喷射沉积装置中，对10wt.％TiB2/7050铝基复合材料熔体进行喷射沉积，在收集盘的7050铝合金沉积层表面形成30mm的10wt.％TiB2/7050铝基复合材料沉积层。将收集盘上的沉积坯取下，加热至400℃，保温4h，进行热轧，压下量45mm。然后进行固溶-时效处理，得到具有良好性能的铝基复合材料/铝合金夹层板。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，其特征在于，包括有采用喷射沉积工艺，其步骤如下：
1)先制备铝基复合材料/铝合金沉积坯；
2)然后进行轧制，实现材料的致密化；
3)然后经过固溶-时效处理，实现高性能铝基复合材料/铝合金夹层板制备。
2.根据权利要求1所述的一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
1)在坩埚A中加入颗粒增强铝基复合材料，在坩埚B中加入铝合金，将他们熔化，并除气精炼后，将物料升温到750-850℃；
2)将步骤1中坩埚A中升温到750-850℃的颗粒增强铝基复合材料熔体导入喷射沉积装置中，并对铝基复合材料熔体进行喷射沉积，在收集盘表面形成颗粒增强铝基复合材料沉积层；
3)将坩埚B中的铝合金熔体导入步骤2中颗粒增强铝基复合材料沉积层的喷射沉积装置中，并对颗粒增强铝基复合材料沉积层进行喷射沉积，并在颗粒增强铝基复合材料沉积层表面形成沉积铝合金层；
4)将坩埚A中的颗粒增强铝基复合材料熔体导入步骤3中形成沉积铝合金层的喷射沉积装置中，并对形成沉积铝合金层进行喷射沉积，并在收集盘的铝合金沉积层表面形成颗粒增强铝基复合材料沉积层；
5)将步骤4中收集盘上的沉积坯全部取下，然后进行热轧；
6)将步骤5中热压后的夹层板进行固溶-时效处理。
3.根据权利要求2所述的一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，其特征在于，所述步骤2与步骤1的时间间隔为1-5s。
4.根据权利要求2所述的一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，其特征在于，所述步骤2颗粒增强铝基复合材料沉积层厚度为10-30mm。
5.根据权利要求2所述的一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，其特征在于，所述步骤3与步骤2的时间间隔为1-5s。
6.根据权利要求2所述的一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，其特征在于，所述步骤3铝合金料沉积层厚度为10-30mm。
7.根据权利要求2所述的一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，其特征在于，所述步骤4与所述步骤3的时间间隔为1-5s。
8.根据权利要求2所述的一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，其特征在于，所述步骤4中铝合金沉积层厚度为10-30mm。
9.根据权利要求2所述的一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，其特征在于，步骤5所述沉积坯加热温度400-450℃，保温时间2-4h。
10.根据权利要求2所述的一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，其特征在于，步骤5所述轧制压下量为15-45mm。
CN201510932717.4A 2015-12-10 2015-12-10 一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法 Active CN105458263B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510932717.4A CN105458263B (zh) 2015-12-10 2015-12-10 一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510932717.4A CN105458263B (zh) 2015-12-10 2015-12-10 一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105458263A true CN105458263A (zh) 2016-04-06
CN105458263B CN105458263B (zh) 2018-05-11

Family

ID=55596667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510932717.4A Active CN105458263B (zh) 2015-12-10 2015-12-10 一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105458263B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108237147A (zh) * 2017-12-26 2018-07-03 江苏大学 车身用原位纳米颗粒增强铝基复合材料的轧制工艺
CN114619043A (zh) * 2020-12-10 2022-06-14 上海交通大学 一种基于液态金属3d打印的复合铝合金板的制备方法和装置
CN114619044A (zh) * 2020-12-10 2022-06-14 上海交通大学 一种基于液态金属3d打印的径向复合铝合金板的制备方法和装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87107803A (zh) * 1986-11-14 1988-07-27 艾尔坎国际有限公司 制造复合金属沉积物的喷涂方法
WO1996004410A1 (de) * 1994-08-01 1996-02-15 Franz Hehmann Industrieller dampftransport und -abscheidung
CN1570531A (zh) * 2004-04-26 2005-01-26 哈尔滨工业大学 镁合金用复合坩埚材料的制备方法
CN104835779A (zh) * 2014-02-12 2015-08-12 北大方正集团有限公司 熔丝的制造方法和熔丝
CN105039883A (zh) * 2015-06-30 2015-11-11 昆明理工大学 一种Cu-Cr-Zr合金接触线的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87107803A (zh) * 1986-11-14 1988-07-27 艾尔坎国际有限公司 制造复合金属沉积物的喷涂方法
WO1996004410A1 (de) * 1994-08-01 1996-02-15 Franz Hehmann Industrieller dampftransport und -abscheidung
CN1570531A (zh) * 2004-04-26 2005-01-26 哈尔滨工业大学 镁合金用复合坩埚材料的制备方法
CN104835779A (zh) * 2014-02-12 2015-08-12 北大方正集团有限公司 熔丝的制造方法和熔丝
CN105039883A (zh) * 2015-06-30 2015-11-11 昆明理工大学 一种Cu-Cr-Zr合金接触线的制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108237147A (zh) * 2017-12-26 2018-07-03 江苏大学 车身用原位纳米颗粒增强铝基复合材料的轧制工艺
CN108237147B (zh) * 2017-12-26 2019-10-01 江苏大学 车身用原位纳米颗粒增强铝基复合材料的轧制工艺
CN114619043A (zh) * 2020-12-10 2022-06-14 上海交通大学 一种基于液态金属3d打印的复合铝合金板的制备方法和装置
CN114619044A (zh) * 2020-12-10 2022-06-14 上海交通大学 一种基于液态金属3d打印的径向复合铝合金板的制备方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105458263B (zh) 2018-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103935103B (zh) 一种石墨烯/金属复合板材的制备方法
Hussain Cold spraying of titanium: a review of bonding mechanisms, microstructure and properties
US9067282B2 (en) Remanufacturing cast iron component with steel outer layer and remanufactured component
CN105458263A (zh) 一种铝基复合材料-铝合金夹层板制备方法
CN105603387A (zh) 氮化硼系复合涂层、具有该复合涂层的梯度超细硬质合金刀具及其制备方法
CA2565090A1 (en) Method for forming a hardened surface on a substrate
CN102605312A (zh) 一种塑料模具表面处理方法
CN102699325A (zh) 一种钛硅合金靶材的制造方法
CN104357791A (zh) 一种防锈金属涂层
CN102729553A (zh) 一种高聚物与陶瓷复合涂层及其涂覆方法
CN105803458B (zh) 一种非晶合金的表面处理方法
CN105463444B (zh) 应用于沉没辊和稳定辊耐熔蚀抗磨损复合涂层的制备方法
CN104451286A (zh) 一种镁铝合金及其加工工艺
CN103074517B (zh) 一种激光－感应复合熔覆高强高导铜合金涂层专用铜合金粉末
CN104005023B (zh) 在钛金属表面制备Ti-Al-Nb合金涂层的方法
CN104846307A (zh) 用于金属基热喷涂的耐高温陶瓷涂层及其喷涂方法
CN110144559A (zh) 一种金属表面保护层及其制备方法
CN102747332A (zh) 镀膜件的制备方法及由该方法制得的镀膜件
CN104451274A (zh) 一种铝合金的制备方法
CN108754358A (zh) 一种耐低温铝合金复合材料及其制备方法
CN106799421B (zh) 一种颗粒增强铝基复合材料管材的旋压变形制备方法
CN104862634A (zh) 用于金属基热喷涂的耐冲击陶瓷涂层及其喷涂方法
CN104943269B (zh) 一种局部强化热轧镀锌铝钢板及其制造方法
CN110643919B (zh) 在铝基体上制备仿贝壳结构钢基涂层的方法
CN103741100B (zh) 一种含高硅pvd硬质涂层工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant