CN107841659A - 一种高强度耐腐蚀铝合金复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度耐腐蚀铝合金复合材料的制备方法，属于复合材料领域，能够在医疗设备和器材中代替钛合金材料，降低制造成本，所述的铝合金复合材料含有钛元素以及氮化铝和氮化钛。

Description

一种高强度耐腐蚀铝合金复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及铝合金复合材料，具体来说是一种高强度耐腐蚀铝合金复合材料的制备方法。
背景技术
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。
而在医疗器材领域中，广泛用到钛金属以及钛合金材料，但是由于钛和钛合金材料的力学性能不佳，在一次性器材中使用可以，但是在多次使用的器材特别是和人体直接接触的器材中使用受到了限制，通过钛合金材料的成本比较高昂。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种高强度耐腐蚀铝合金复合材料的制备方法，所述的铝合金复合材料含有钛元素以及氮化铝和氮化钛。
其中制备方法如下：
步骤一、将铝粉以及钛粉在真空熔炉中进行除杂和除氧处理，并且在真空熔炼的过程当中加入少量的稀散元素。
步骤二、按照质量份将铝粉100份、钛粉5-10份混合；
步骤三、在在真空熔炉中加热步骤二后的混合物，在700℃-800℃下保持10min-50min，其次继续升温到1400℃-1600℃下保持10min-50min，熔炉中通过氮气，并且在通氮气后按照20℃每分钟进行降温处理，直至降到700℃-800℃，保持1 H -2H;
步骤四、将步骤三后的混合物进行超声波辐射铸锭；
步骤五、进行后续的热处理。
作为改进，所述的步骤五包括对复合材料进行热挤压处理。
作为进一步的改进，热挤压处理后进行热轧处理。
作为进一步的改进，作为进进一步的改进，在热轧处理后进行固溶处理。
作为优选，通入氮气环境为-40Kpa的负压环境，所述的氮气环境在通入前进行热处理，热处理后的温度通常低于加入的熔炉的温度，对氮气的预热处理在50度以上即可，精度不做过高的要求。
作为改进，所述步骤一的钛粉为纯度为96%以上的高纯度钛粉，高纯度的钛粉一方面可以增强复合材料的耐腐蚀性，同时生产的增强相不会含有大量的杂质，增强相的纯度高，均匀性强。
作为改进，所述的超声波辐射的功率为80*m W,其中m为熔体的质量，在这种功率下，实验发现，复合材料的更加的致密，晶粒小而均匀。
作为改进，以铝质量为100份，稀散元素的质量份为0.05-1份，其中稀散元素镓和镉，比例任意组合，其中稀散元素可以显著的提高复合材料结晶的致密性，提高力学性能。
本发明公开的复合材料耐腐蚀性、耐热性能优异，并且无磁性无毒等，能够在医学上替代钛合金材料。
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：步骤一、将铝粉以及钛粉在真空熔炉中进行除杂和除氧处理，并且在真空熔炼的过程当中加入少量的稀散元素，稀散元素为以铝质量为100份，稀散元素的质量份为0.05份，其中稀散元素镓，
步骤二、按照质量份将铝粉100份、钛粉8份混合；
步骤三、在在真空熔炉中加热步骤二后的混合物，在700℃-800℃下保持20min，其次继续升温到1400℃-1600℃下保持30min，熔炉中通过氮气，并且在通氮气后按照20℃每分钟进行降温处理，直至降到700℃-800℃，保持1 H -2H;
步骤四、将步骤三后的混合物进行超声波辐射铸锭，超声波辐射的功率为80*m W,其中m为熔体的质量
步骤五、进行热挤压、热轧和固溶处理。
具体实施例2：步骤一、将铝粉以及钛粉在真空熔炉中进行除杂和除氧处理，并且在真空熔炼的过程当中加入少量的稀散元素，稀散元素为以铝质量为100份，稀散元素的质量份为1份，其中稀散元素镉，
步骤二、按照质量份将铝粉100份、钛粉7份混合；
步骤三、在在真空熔炉中加热步骤二后的混合物，在700℃-800℃下保持10min，其次继续升温到1400℃-1600℃下保持50min，熔炉中通过氮气，并且在通氮气后按照20℃每分钟进行降温处理，直至降到700℃-800℃，保持1 H -2H;
步骤四、将步骤三后的混合物进行超声波辐射铸锭，超声波辐射的功率为80*m W,其中m为熔体的质量
步骤五、进行热挤压、热轧和固溶处理。
具体实施例3：步骤一、将铝粉以及钛粉在真空熔炉中进行除杂和除氧处理，并且在真空熔炼的过程当中加入少量的稀散元素，稀散元素为以铝质量为100份，稀散元素的质量份为0.1份，其中稀散元素镓和镉，分别为0.5份
步骤二、按照质量份将铝粉100份、钛粉10份混合；
步骤三、在在真空熔炉中加热步骤二后的混合物，在700℃-800℃下保持50min，其次继续升温到1400℃-1600℃下保持25min，熔炉中通过氮气，并且在通氮气后按照20℃每分钟进行降温处理，直至降到700℃-800℃，保持1 H -2H;
步骤四、将步骤三后的混合物进行超声波辐射铸锭，超声波辐射的功率为80*m W,其中m为熔体的质量
步骤五、进行热挤压、热轧和固溶处理。
具体实施例4：步骤一、将铝粉以及钛粉在真空熔炉中进行除杂和除氧处理，并且在真空熔炼的过程当中加入少量的稀散元素，稀散元素为以铝质量为100份，稀散元素的质量份为0.5份，其中稀散元素镓和镉，
步骤二、按照质量份将铝粉100份、钛粉5份混合；
步骤三、在在真空熔炉中加热步骤二后的混合物，在700℃-800℃下保持10min，其次继续升温到1400℃-1600℃下保持20min，熔炉中通过氮气，并且在通氮气后按照20℃每分钟进行降温处理，直至降到700℃-800℃，保持1 H -2H;
步骤四、将步骤三后的混合物进行超声波辐射铸锭，超声波辐射的功率为80*m W,其中m为熔体的质量
步骤五、进行热挤压、热轧和固溶处理。
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 (8)

1.一种高强度耐腐蚀铝合金复合材料的制备方法，其特征在于，制成的铝合金复合材料含有钛元素以及氮化铝和氮化钛，制备方法如下：
步骤一、将铝粉以及钛粉在真空熔炉中进行除杂和除氧处理，并且在真空熔炼的过程当中加入少量的稀散元素;
步骤二、按照质量份将铝粉100份、钛粉5-10份混合；
步骤三、在在真空熔炉中加热步骤二后的混合物，在700℃-800℃下保持10min-50min，其次继续升温到1400℃-1600℃下保持10min-50min，熔炉中通过氮气，并且在通氮气后按照20℃每分钟进行降温处理，直至降到700℃-800℃，保持1 H -2H;
步骤四、将步骤三后的混合物进行超声波辐射铸锭；
步骤五、进行后续的热处理。
2.根据权利要求2所述的高强度耐腐蚀铝合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤五包括对复合材料进行热挤压处理。
3.根据权利要求3所述的高强度耐腐蚀铝合金复合材料的制备方法，其特征在于，其特征在于，热挤压处理后进行热轧处理。
4.根据权利要求4所述的高强度耐腐蚀铝合金复合材料的制备方法，其特征在于，在热轧处理后进行固溶处理。
5.根据权利要求5所述的高强度耐腐蚀铝合金复合材料的制备方法，其特征在于，通入氮气环境为-40Kpa的负压环境，所述的氮气环境在通入前进行热处理。
6.根据权利要求6所述的高强度耐腐蚀铝合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一的钛粉为纯度为96%以上的高纯度钛粉。
7.根据权利要求7所述的高强度耐腐蚀铝合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述的超声波辐射的功率为80*m W,其中m为熔体的质量。
8.根据权利要求1所述的高强度耐腐蚀铝合金复合材料的制备方法，其特征在于，以铝质量为100份，稀散元素的质量份为0.05-1份，其中稀散元素镓和镉，比例任意组合。
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