CN107723493A - 一种放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料 - Google Patents

一种放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料 Download PDF

Info

Publication number
CN107723493A
CN107723493A CN201710767675.2A CN201710767675A CN107723493A CN 107723493 A CN107723493 A CN 107723493A CN 201710767675 A CN201710767675 A CN 201710767675A CN 107723493 A CN107723493 A CN 107723493A
Authority
CN
China
Prior art keywords
chromium carbide
heat release
aluminum matrix
matrix composites
situ preparation
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.)
Withdrawn
Application number
CN201710767675.2A
Other languages
English (en)
Inventor
宋宏婷
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to CN201710767675.2A priority Critical patent/CN107723493A/zh
Publication of CN107723493A publication Critical patent/CN107723493A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C22C1/051—Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides; Preparation of the powder mixture used as the starting material therefor
    • C22C1/053—Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides; Preparation of the powder mixture used as the starting material therefor with in situ formation of hard compounds
    • C22C1/055—Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides; Preparation of the powder mixture used as the starting material therefor with in situ formation of hard compounds using carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/0047—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents
    • C22C32/0052—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents only carbides

Abstract

本发明公开了一种放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料，属于铝合金复合材料，解决现有的铝合金复合材料性能不佳问题，制备方法如下，步骤一：将炭黑、电解铬粉和铝粉末按照重量（1‑2）:5：100均匀混合；步骤二：将步骤一后的物料出采用热压成型的方法，制成坯块；步骤三：以10℃‑50℃/min的加热速率加热坯块，加热到1400℃‑1700℃，炭黑和铬粉反应生成碳化铬增强相；步骤四：将上述元素进行增强元素均匀化热处理；步骤五：将上述的处理后的复合材料进行热挤压；步骤六：在再结晶温度以上进行热轧处理；步骤七：将步骤六后的合金进行固溶处理。

Description

一种放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料
技术领域
本发明涉及铝合金复合材料，具体来说是一种放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料。
背景技术
铝基合金具有密度小、强度高等特点，向铝中加入无机非金属材料所制得的合金具有良好的强度、塑性、强度或防锈性，可用于制造容器、管道等。
传统方法是先把陶瓷制成颗粒或纤维，然后用搅拌铸造或粉末冶金的方法混入铝合金中获得铝基复合材料。但这种办法又会出现加工成形困难、强度及塑性差和性能不稳定等一系列问题。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料，制备方法如下，步骤一：将炭黑、电解铬粉和铝粉末按照重量（1-2）:5：100均匀混合；
步骤二：将步骤一后的物料出采用热压成型的方法，制成坯块。
步骤三：以10℃-50℃/min的加热速率加热坯块，加热到1400℃-1700℃，炭黑和铬粉反应生成碳化铬增强相；
步骤四：将上述元素进行增强元素均匀化热处理；
步骤五：将上述的处理后的复合材料进行热挤压；
步骤六：在再结晶温度以上进行热轧处理；
步骤七：将步骤六后的合金进行固溶处理。
其中在步骤1中炭黑和电解铬粉均可以采用常用的原料，其比例影响到增强相的粒径，为了使能够达到更加细小，炭黑和电解铬粉的质量比为（1-2）:5。而增强相的粒径大小和基相的均匀程度可以通过调节加热温度来加入控制，本发明中的加热温度选择1400℃-1700℃，而加热速率的大小决定预热的快慢。
作为改进，所述的的电解铬粉的粒径为400目。
作为改进，所述的铝粉为超细铝粉，铝粉的精度为16~30μm。
作为改进，所述步骤三种的加热速率为20℃/min。
作为改进，所述的步骤四的热处理温度为600℃-800℃，热处理时间为20 min-100min，热处理在惰性气体下进行。
作为改进，所述步骤五的热挤压比为20:1-8:1之间，热挤压温度控制在500℃-700℃。
作为改进，所述步骤三的加热温度为1500℃-1600℃，进而将碳化铬的粒径控制在较优的水平，进一步的优选加热温度为1550℃。
作为改进，所述的步骤一中炭黑占增强相原料重量为25%-30%，在这种优选情况下，在原位生成过程当中得到的碳化铬更加的致密，达到纳米级别，并且能够充分分散到基体材料当中。
本发明公开的复合材料应用在铝合金3D打印领域，能够使得打印出来的产品性能达到锻件的效果，而现有的通常是达不到锻件的性能的。
本发明公开的铝基复合材料中碳化铬增强相可以达到纳米级别，制备的电子产品轻薄便携，这种纳米陶瓷铝合金重量轻，且具有高刚度、高强度、抗疲劳、低膨胀、高阻尼、耐高温等特点，相比钛合金和高温合金，铝合金3D打印后性能远低于锻件，纳米陶瓷铝合金3D打印构件可以达到锻件的性能，增强了其在3D打印中的应用。
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。
具体实施例1：一种放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料，其特征在于，制备方法如下，步骤一：将炭黑、电解铬粉和铝粉末按照重量（1-2）:5：100均匀混合；
步骤二：将步骤一后的物料出采用热压成型的方法，制成坯块；
步骤三：加热坯块，炭黑和铬粉反应生成碳化铬增强相；
步骤四：将上述元素进行增强元素均匀化热处理；
步骤五：将上述的处理后的复合材料进行热挤压；
步骤六：在再结晶温度以上进行热轧处理；
步骤七：将步骤六后的合金进行固溶处理。
其中，电解铬粉的粒径为325目，铝粉为超细铝粉，铝粉的精度为16~30μm，步骤三种的加热速率为15℃/min，步骤三的加热温度为1550℃-1600℃，进而将碳化铬的粒径控制在较优的水平。步骤四的热处理温度为600℃-800℃，热处理时间为20 min-100min，热处理在惰性气体下进行。步骤五的热挤压比为20:1-8:1之间，热挤压温度控制在500℃-700℃。步骤一中炭黑占增强相原料重量为25%-30%。
具体实施例2：一种放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料，其特征在于，制备方法如下，步骤一：将炭黑、电解铬粉和铝粉末按照重量（1-2）:5：100均匀混合；
步骤二：将步骤一后的物料出采用热压成型的方法，制成坯块；
步骤三：加热坯块，炭黑和铬粉反应生成碳化铬增强相；
步骤四：将上述元素进行增强元素均匀化热处理；
步骤五：将上述的处理后的复合材料进行热挤压；
步骤六：在再结晶温度以上进行热轧处理；
步骤七：将步骤六后的合金进行固溶处理。
其中，电解铬粉的粒径为400目，铝粉为超细铝粉，铝粉的精度为16~30μm，步骤三种的加热速率为13℃/min，步骤三的加热温度为1570℃，进而将碳化铬的粒径控制在较优的水平。步骤四的热处理温度为600℃-800℃，热处理时间为20 min-100min，热处理在惰性气体下进行。步骤五的热挤压比为20:1，热挤压温度控制在500℃-700℃。步骤一中炭黑占增强相原料重量为25%-30%。
具体实施例3：一种放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料，其特征在于，制备方法如下，步骤一：将炭黑、电解铬粉和铝粉末按照重量（1-2）:5：100均匀混合；
步骤二：将步骤一后的物料出采用热压成型的方法，制成坯块；
步骤三：加热坯块，炭黑和铬粉反应生成碳化铬增强相；
步骤四：将上述元素进行增强元素均匀化热处理；
步骤五：将上述的处理后的复合材料进行热挤压；
步骤六：在再结晶温度以上进行热轧处理；
步骤七：将步骤六后的合金进行固溶处理。
其中，电解铬粉的粒径为400目，铝粉为超细铝粉，铝粉的精度为16~30μm，步骤三种的加热速率为20℃/min，步骤三的加热温度为1500℃-1600℃，进而将碳化铬的粒径控制在较优的水平。步骤四的热处理温度为600℃-800℃，热处理时间为20 min-100min，热处理在惰性气体下进行。步骤五的热挤压比为20:1-8:1之间，热挤压温度控制在500℃-700℃。步骤一中炭黑占增强相原料重量为25%-30%。
具体实施例4：一种放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料，其特征在于，制备方法如下，步骤一：将炭黑、电解铬粉和铝粉末按照重量（1-2）:5：100均匀混合；
步骤二：将步骤一后的物料出采用热压成型的方法，制成坯块；
步骤三：加热坯块，炭黑和铬粉反应生成碳化铬增强相；
步骤四：将上述元素进行增强元素均匀化热处理；
步骤五：将上述的处理后的复合材料进行热挤压；
步骤六：在再结晶温度以上进行热轧处理；
步骤七：将步骤六后的合金进行固溶处理。
其中，电解铬粉的粒径为400目，铝粉为超细铝粉，铝粉的精度为16~30μm，步骤三种的加热速率为20℃/min，步骤三的加热温度为1500℃-1600℃，进而将碳化铬的粒径控制在较优的水平。步骤四的热处理温度为700℃，热处理时间为50min，热处理在惰性气体下进行。步骤五的热挤压比为20:1-8:1之间，热挤压温度控制在500℃-700℃。步骤一中炭黑占增强相原料重量为25%-30%。
具体实施例5：一种放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料，其特征在于，制备方法如下，步骤一：将炭黑、电解铬粉和铝粉末按照重量（1-2）:5：100均匀混合；
步骤二：将步骤一后的物料出采用热压成型的方法，制成坯块；
步骤三：加热坯块，炭黑和铬粉反应生成碳化铬增强相；
步骤四：将上述元素进行增强元素均匀化热处理；
步骤五：将上述的处理后的复合材料进行热挤压；
步骤六：在再结晶温度以上进行热轧处理；
步骤七：将步骤六后的合金进行固溶处理。
其中，电解铬粉的粒径为400目，铝粉为超细铝粉，铝粉的精度为16~30μm，步骤三种的加热速率为15℃/min，步骤三的加热温度为1500℃-1600℃，进而将碳化铬的粒径控制在较优的水平。步骤四的热处理温度为600℃-800℃，热处理时间为20 min-100min，热处理在惰性气体下进行。步骤五的热挤压比为8:1，热挤压温度控制在800℃。步骤一中炭黑占增强相原料重量为25%。
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 (9)

1.一种放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料， 其特征在于，制备方法如下， 步骤一：将炭黑、电解铬粉和铝粉末按照重量（1-2）:5：100均匀混合；
步骤二：将步骤一后的物料出采用热压成型的方法，制成坯块；
步骤三：以10℃-50℃/min的加热速率加热坯块，加热到1400℃-1700℃，炭黑和铬粉反应生成碳化铬增强相；
步骤四：将上述元素进行增强元素均匀化热处理；
步骤五：将上述的处理后的复合材料进行热挤压；
步骤六：在再结晶温度以上进行热轧处理；
步骤七：将步骤六后的合金进行固溶处理。
2.根据权利要求1所述的放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料，其特征在于，所述的的电解铬粉的粒径为400目。
3.根据权利要求1所述的放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料，其特征在于，所述的铝粉为超细铝粉，铝粉的精度为16~30μm。
4.根据权利要求2-3任一项所述的放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料，其特征在于， 所述步骤三种的加热速率为20℃/min。
5.根据权利要求4所述的放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料，其特征在于， 所述的步骤四的热处理温度为600℃-800℃ ，热处理时间为20 min-100min，热处理在惰性气体下进行。
6.根据权利要求5所述的放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料，其特征在于，所述步骤五的热挤压比为20:1-8:1之间，热挤压温度控制在500℃-700℃。
7.根据权利要求6所述放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料，其特征在于，所述步骤三的加热温度为1500℃-1600℃，进而将碳化铬的粒径控制在较优的水平。
8.根据权利要求7所述放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料，其特征在于，所述的步骤一中炭黑占增强相原料重量为25%-30%。
9.权利要求1-9任一项所述的放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料应用在铝合金3D打印领域。
CN201710767675.2A 2017-08-31 2017-08-31 一种放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料 Withdrawn CN107723493A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710767675.2A CN107723493A (zh) 2017-08-31 2017-08-31 一种放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710767675.2A CN107723493A (zh) 2017-08-31 2017-08-31 一种放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107723493A true CN107723493A (zh) 2018-02-23

Family

ID=61205577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710767675.2A Withdrawn CN107723493A (zh) 2017-08-31 2017-08-31 一种放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107723493A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1911856A (zh) * 2006-09-01 2007-02-14 山东轻工业学院 碳化铬与碳氮化钛颗粒弥散强韧化氧化铝基陶瓷复合材料及其制备方法
CN102676883A (zh) * 2011-12-19 2012-09-19 河南科技大学 一种碳化硅增强铝基复合材料及其制备方法
CN106282862A (zh) * 2016-08-31 2017-01-04 上海交通大学 改善原位颗粒增强铝基复合材料组织性能均匀性的方法
CN106521252A (zh) * 2016-12-07 2017-03-22 中南大学 列车制动盘用碳化硅颗粒增强铝基复合材料及制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1911856A (zh) * 2006-09-01 2007-02-14 山东轻工业学院 碳化铬与碳氮化钛颗粒弥散强韧化氧化铝基陶瓷复合材料及其制备方法
CN102676883A (zh) * 2011-12-19 2012-09-19 河南科技大学 一种碳化硅增强铝基复合材料及其制备方法
CN106282862A (zh) * 2016-08-31 2017-01-04 上海交通大学 改善原位颗粒增强铝基复合材料组织性能均匀性的方法
CN106521252A (zh) * 2016-12-07 2017-03-22 中南大学 列车制动盘用碳化硅颗粒增强铝基复合材料及制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
司徒杰生: "《化工产品手册》", 30 September 2003, 化学工业出版社 *
施惠生: "《材料概论》", 31 August 2009, 同济大学出版社 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
El-Sabbagh et al. Hot rolling behaviour of stir-cast Al 6061 and Al 6082 alloys–SiC fine particulates reinforced composites
CN107739865A (zh) 一种高强度、高模量原位铝基复合材料及其制备方法
CN104532068B (zh) 纳米TiC陶瓷颗粒增强铝基复合材料及其制备方法
CN109182822A (zh) 一种高性能7075铝合金的模锻方法
CN106566963A (zh) 一种铝合金复合装甲材料的制备方法及其搅拌装置
CN103667841A (zh) 一种双相颗粒混合增强镁合金及其制备方法
CN107675010A (zh) 一种碳化铬增强铝基复合材料的制备方法
CN109014182A (zh) 增材制造用7000系铝合金粉末及其制备方法
Moghaddam et al. High entropy intermetallic coatings fabricated by detonation spraying
CN107974569A (zh) 一种混杂颗粒增强铝基复合材料的制备方法
CN107058910B (zh) 一种低合金铸钢用非晶态变质剂及其制备方法和应用
CN102534274A (zh) 一种铝用Al-Ti-B中间合金细化剂的制备方法
Chen et al. Effect of Y 2 O 3 and TiC reinforcement particles on intermetallic formation and hardness of Al6061 composites via mechanical alloying and sintering
CN107142403B (zh) 一种石墨烯和准晶复合强化的镁基复合材料及其制备方法
Yue et al. Effects of Cr2O3 coating of whiskers on the tensile properties and thermal stability of aluminum borate whiskers reinforced 2024Al composite
CN106544549B (zh) 一种微纳双尺度TiC颗粒增强铝基复合材料的制备方法
CN107723493A (zh) 一种放热弥散原位生成制备的碳化铬增强铝基复合材料
CN103695744A (zh) 一种纳米颗粒增强镁合金及其制备方法
Yu et al. Microstructure and properties of titanium matrix composites synergistically reinforced by graphene oxide and alloying elements
Sun et al. Preparation and microstructure of in situ CaB6–Al4Ca/Al composite inoculant ribbon and its refining and modifying effect on Al–10Si–0.3 Mg alloy
CN107043881A (zh) 一种石墨烯增强的含长周期结构镁基复合材料及其制备方法
WO2014205608A1 (zh) 一种纳米级碳化硅镁合金材料的制备方法
Wu et al. Influence of sintering time on microstructure and properties of hot oscillatory pressing sintered W–Cu refractory alloys
Mil’man et al. Structure and properties of Al–Mg alloys depending on scandium and zirconium additions and production methods
CN104109790B (zh) 高强镁合金材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20180223