CN108620593A - 一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN108620593A
CN108620593A CN201810373276.2A CN201810373276A CN108620593A CN 108620593 A CN108620593 A CN 108620593A CN 201810373276 A CN201810373276 A CN 201810373276A CN 108620593 A CN108620593 A CN 108620593A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gradient material
metal substrate
density
density gradient
size
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
CN201810373276.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108620593B (zh
Inventor
马运柱
刘超
刘文胜
刘阳
杨玉玲
伍镭
王涛
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.)
Central South University
Original Assignee
Central South University
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 Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN201810373276.2A priority Critical patent/CN108620593B/zh
Publication of CN108620593A publication Critical patent/CN108620593A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108620593B publication Critical patent/CN108620593B/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
    • 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
    • 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
    • B22F7/04—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 with one or more layers not made from powder, e.g. made from solid metal
    • B22F2007/042—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 with one or more layers not made from powder, e.g. made from solid metal characterised by the layer forming method
    • B22F2007/045—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 with one or more layers not made from powder, e.g. made from solid metal characterised by the layer forming method accompanied by fusion or impregnation
    • 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
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明涉及一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料及其制备方法和应用。所设计的成品中存在密度呈梯度变化的区域和/或密度呈连续变化的区域；其厚度小于等于3mm且其他两个维度中至少有一个维度的尺寸超过50mm。成形方法为：先预压致孔剂最多的原料粉体得到第一预压坯，然后在第一预压坯上铺设设定粉体，再预压，得到第二预压坯；如此重复直至预压完成，经烧结和脱除致孔剂处理，得到成品。当基体为铝基时，本发明实现样品的密度在1.3‑2.7g/cm3之间的梯度分布，同时在总厚度不超过2mm的前提下梯度层最多可以有10层。本发明制备得到的金属基密度梯度材料性能优异，可以广泛应用于航空航天，国防军工等领域。

Description

一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于粉末冶金技术领域，特别涉及一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料及其制备方法和应用。
背景技术
材料是现代科学技术和社会发展的支柱，现代高科技的竞争在很大程度上依赖于材料科学的发展。对于材料，特别是高性能材料的认知水平、掌握和应用能力，直接体现国家科学技术水平和经济实力，也是一个国家综合国力和文明进步速度的标志。因此，新材料的开发和研究是材料科学发展的先导，是21世纪六大高科技领域的基石。近年来，由于各个学科的成功交叉渗透和科技发展的要求，成功引入了梯度材料的概念。随着科学技术的发展和梯度材料设计理念的改进，其应用也从最初的航天领域扩展到了核工程、生物工程、装甲防护工程、医学工程、电磁工程、光电工程和能源工程等领域。
铝及其合金具有低密度、高比强和高比刚度等优良特性，是目前航空航天领域应用最多的轻质金属材料。近年来，为了进一步发展新型轻质结构材料，以现有均质结构材料研究的最新成果为基础，综合考虑材料的结构功能一体化设计理念，利用梯度结构实现材料的功能一体化成为不可避免的趋势。现有的梯度材料多为致密的异种材料梯度复合，在复合过程中容易在界面处生成不同类型的金属间化合物，大量脆性金属间化合物的存在导致两者的界面结合质量不高。并且梯度层数不多，无法实现多层次的密度梯度分布，同时单层厚度尚未达到微米级。
目前国内外针对大尺寸多层梯度材料的相关制备技术的研究并不多，特别是成形技术和成形设备严重制约了梯度材料的梯度层分布和性能的有机结合。根据梯度材料压坯的成分分布，粉末成形工艺主要有模压成形、致密薄片层叠成形、湿法喷涂成形等多种技术。国内外相关研究者采用模压成形制备梯度材料的过程中，粉末堆积层数有限(工业生产则不超过3层)、尺寸较小(截面积<100cm2)；采用薄片叠层成形一般可以获得的单独压坯薄片厚度一般为0.5mm以上产品，同时，当单独压坯薄片厚度为0.5mm-1mm时，其所得产品的尺寸就更小了。同时，现有技术中，通过粉末冶金法制备超薄金属材料时，成品率一般不高。
综上所述，现有的成形方法和设备都有各种各样的局限性，目前尚未有成熟稳定的工艺实现梯度材料尺寸较大时超薄梯度层分布的有效调控，而国家现代化发展对梯度材料的尺寸和组织性能分布提出了更高的要求。因此，本领域亟需研发一种新的成形方法获得大尺寸超薄的金属基密度梯度材料坯体，进而制备得到满足应用要求的大尺寸超薄金属基密度梯度材料。
发明内容
发明人以克服现有梯度材料成形过程中单层厚度过厚造成应用领域受限的原则，首创多孔结构梯度材料的设计理念，利用叠层铺粉预压-压制成形技术实现大尺寸超薄梯度材料坯体的成形。
本发明的目的在于克服现有梯度材料与多孔结构制备技术的不足，在多孔材料和梯度材料的发展基础上提供一种微米级多孔结构的超薄大尺寸梯度材料粉末冶金成形技术，该方法制备工艺简单，孔隙尺寸和单层厚度可控，操作简单灵活，成品率高等特点。
本发明一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料；所述金属基密度梯度材料中存在密度呈梯度变化的区域和/或密度呈连续变化的区域；所述金属基密度梯度材料的三维中至少有一个维度的尺寸超过50mm。且所述金属基密度梯度材料厚度方向的尺寸小于等于3mm、优选为小于等于2mm。
本发明一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料；将所述金属基密度梯度材料沿厚度方向划分成n层，依次定义第1层的密度为A1、第2层的密度为A2、……第n层的密度为An；所述A1小于A2、An大于An-1；所述n大于2且最大为10；
其中每层的厚度为0.2±0.01mm；第1层的厚度+第2层的厚度+…..+第n层的厚度小于等于2mm；即第1层的厚度、第2层的厚度、…..、第n层的厚度之和小于等于2mm。
本发明一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料；所述致孔剂可以是可溶性的硫酸钾、氯化钠、尿素等，也可以是不溶性的空心氧化金属球、漂珠等。
本发明一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料；所述金属基密度梯度材料基于粉末冶金技术制备，其长度或宽度方向中至少有一个方向的尺寸大于等于50mm、优选为大于等于100mm；或其长度和宽度构成平面的当量直径大于等于50mm、优选为大于等于100mm；或当所述金属基密度梯度材料为圆形薄片时，其直径大于等于50mm、优选为大于等于100mm。作为优选，其直径或最大当量直径可为300mm。
本发明一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料；当所述金属基为铝基时；第一层的密度为1.3g/cm3，第2层的密度为1.5-1.6g/cm3，第n层的密度An小于等于2.7g/cm3且大于等于第n-1层的密度。
本发明一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料；所述坯体每层的厚度为0.2±0.01mm；第1层的厚度+第2层的厚度+…..+第n层的厚度小于等于2mm。
本发明一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料的成形方法；所述金属基优选为铝基。所述铝基选自Al-Mg系合金、Al-Mn系合金、Al-Cu-Mg系合金、Al-Mg-Si系合金、Al-Cu-Mg-Fe-Ni系合金、Al-Zn-Mg-Cu系合金中的至少一种。
本发明一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料；所述金属基密度梯度材料中，孔隙的孔径分布在50-100微米。
本发明一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料的成形方法；主要包括以下步骤：
步骤一
以粉末粒度为8-15μm的金属合金粉末和粒度分布为30-50μm的致孔剂为原料，按照不同的X值，按照金属合金粉末：致孔剂粉末＝X：(100-X)的方式配备不同体系的复合原料粉末并混合均匀，并按照X的取值由小到大的顺序依次得到不同体系的复合粉末，编号为A1、A2、……An，封存备用；其中致孔剂选自硫酸钾、氯化钠、尿素、空心氧化铝球、漂珠中的至少一种；所述X的取值范围为：50-100；
步骤二
将步骤一所得的备用原料A1按照设计要求平铺在模具中，在成形压力P1下进行单向预压成形，得到第1预压层；在第1预压层上均匀铺设设定高度的A2粉末，铺设后在成形压力P2下进行预压成形，得到第2预压层；……依次类推，在第i预压层铺设设定高度的Ai粉末，铺设后在成形压力Pi下进行预压成形，得到第i预压层；其中Pi＝P1-(10～25)i；其中i选自2，3，4，……，n中任意一整数；且P1大于等于250MPa；
步骤三
将预压完成的模具和坯料一起转移至成形压机下进行整体的模压成形，整体成形的压力为150-300MPa；正向脱模得到密度梯度分布的金属合金坯体。然后经烧结或烧结+浸泡得到了超薄密度梯度分布的金属合金。
本发明一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料的成形方法；步骤二中，铺设粉料前，测量粉料的松装密度。同时还需测量不同的定量粉料在不同压力条件下所得压坯的厚度。
本发明一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料的成形方法；步骤二中不同层数下的成形压力不同，分布在200-300MPa之间；步骤三中压制成形的压制压力为150-300MPa，保压时间为5-20s，压制所得梯度材料的坯体总厚度为2-3mm，尺寸大于等于φ100mm且小于等于φ300mm；
本发明一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料的成形方法；步骤二中，首次预压时，X的取值为50-60。
本发明一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料的成形方法；步骤二中，压制成形优选为模压成形；模压成形的内壁均匀涂有润滑剂，所述润滑剂优选为硬脂酸锌。
采用本发明所设计的工艺，所制备的多孔结构密度梯度材料孔隙均匀度较好，可以有效实现大尺寸超薄要求下密度的梯度分布。
本发明可适用于较大尺寸超薄金属基密度梯度材料的制备，并可扩展到其它金属的密度梯度结构。优选为铝基密度梯度材料的制备。
本发明在制备大尺寸超薄金属基密度梯度材料时，先制备超薄的含致孔剂最多一层预压坯(致孔剂的含量优选为40-50％)；然后再在预压坯上铺设一层致孔剂含量较小的原料粉体；再预压；如此循环制得坯体。这样操作将首次收到最大压力压制成坯时，出现粘住模具进而出现裂纹或者直接报废的概率降到最低，第一次预压后，再加入致孔剂稍微多一点的粉体；再进行第二次预压；在确保第二预压层不破裂的情况下，进一步压实第一预压层，如此类推，最后得到了密度梯度分布的金属合金坯体；然后经烧结或烧结+浸泡得到了超薄密度梯度分布的金属合金。这样操作，可以得到成品率较高的产品。
本发明所设计和制备的一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料的应用；所述应用领域包括航空航天、国防军工领域。
优势
一、本发明可以通过控制梯度材料的孔隙特性和层厚分布制备大尺寸超薄金属基密度梯度材料坯体(包括铝基)；
二、所述材料的外形、孔隙率、孔径大小完全可控且孔径可做到小于等于100微米，可根据实际需求进行多孔材料的制备，当基体为铝基时，在2mm厚度内可以实现1.3-2.7g/cm3范围内线形连续或连续梯度变化制备得到φ100-300mm范围内的成形坯体；
三、本发明制备工艺简单、成本低、成品率高，可适用于较大尺寸超薄金属基密度梯度材料的制备，并可扩展到其它类似结构的梯度材料研制；
四、本发明所设计的工艺不会存在中间扩散层，使得本发明不会存在异种材料的金属间化合物，从而拓宽了所制备材料的应用范围。
综上，本发明采用粉末冶金技术，解决了现有梯度材料制备过程中异种材料界面处残余应力较大、梯度层分布较厚的问题。通过不同孔隙率微米级孔隙的设计实现大尺寸超薄金属基梯度材料的密度分布，并有效缩短成形周期，可适用于大尺寸超薄金属基密度梯度材料的制备，并可扩展到其他金属的密度梯度结构。同时本发明还解决采用粉末冶金法制备超薄多层金属梯度材料时，成品率低的问题。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明所配备粉末体系示意图。
图2为本发明中叠层成形装置的结构示意图。
图3为本发明成形得到的梯度材料坯体示意图；
图4为本发明得到的坯体密度与层数之间的关系示意图。
图5为预成形压力与不同层数之间的关系曲线。
图中标记：1、模具上压头；2、不同密度的复合粉末体系；3、模套；4、模具下压头；5、螺旋控高仪。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料的成形方法作进一步的说明。
实施例1
步骤1：粉末预处理和成分配备；将粒度为8-15μm的铝基体粉末(2A12粉末)和粒度分布为30-50μm的球形氯化钠粉末在80℃的烘箱中烘干4小时。按照铝合金粉末：致孔剂粉末＝X：(100-X)的方式配备不同体系的复合原料粉末；将2A12粉末和水溶性造孔剂粉末按照不同体积分数配比(X的取值分别为60、70和80)，分别编号A1-A3，然后在三维混料机中混合3h，混料机转速20r/min，然后真空环境下取出封存备用。
步骤2：叠层铺粉成形；根据设计高度将螺旋控高仪下降一定高度，并将A1粉末定量称量并在冷压模具中铺设平整并进行300MPa预压，保压5s，然后将螺旋控高仪持续下降一定高度，按照相同方法铺设A2组粉末并进行280MPa保压5s的预压过程，进而继续下降控高仪高度并铺设A3组粉末，进行260MPa的预压；
步骤3：将完成预压的坯料和成形模具一起转移至成形压机下进行整体的模压成形，成形压力250MPa，保压20s，正向脱模得到密度梯度3层分布的φ180mm铝合金坯体。
步骤4
在氩气气氛下，以5℃/min的升温速率升温至650℃，保温180min，然后以10℃/min的降温速率降温至室温，然后进行水浸；在氩气气氛中干燥后；降温至室温；得到密度从1.6-2.2g/cm3实现梯度分布，样品总厚度1mm。
重复上述操作，制备100次；成品率大于88％。
实施例2
步骤1：粉末预处理和成分配备；将粒度为8-15μm的铝基体粉末和粒度分布为30-50μm的球形氯化钠粉末在80℃的烘箱中烘干4小时。按照铝合金粉末：致孔剂粉末＝X：(100-X)的方式配备不同体系的复合原料粉末；将2A12粉末和水溶性造孔剂粉末按照不同体积分数配比(X的取值分别为60、70、80、90和100)，分别编号A1-A5，然后在三维混料机中混合3h，混料机转速20r/min，然后真空环境下取出封存备用。
步骤2：叠层铺粉成形；更换φ100mm的成形模具，根据设计高度将螺旋控高仪下降一定高度，并将A1粉末定量称量并在冷压模具中铺设平整并进行300MPa预压，保压5s，然后将螺旋控高仪持续下降一定高度，按照相同方法分别铺设A2、A3、A4和A5组粉末，成形压力分别为280MPa、240MPa、240MPa和220MPa。
步骤3：：将完成预压的坯料和成形模具一起转移至成形压机下进行整体的模压成形，成形压力250MPa，保压20s，正向脱模得到密度梯度5层分布的φ100mm铝合金坯体。
步骤4
在氩气气氛下，以5℃/min的升温速率升温至650℃，保温270min，然后以10℃/min的降温速率降温至室温，然后进行水浸；在氩气气氛中干燥后；降温至室温；得到密度从1.6-2.7g/cm3实现梯度分布，样品总厚度1.24mm。孔隙率分布在3.1-42％范围内。
重复上述操作，制备100次；成品率大于95％。
实施例3
步骤1：粉末预处理和成分配备；将粒度为8-15μm的铝基体粉末和粒度分布为55-70μm的漂珠粉末在80℃的烘箱中烘干4小时。按照铝合金粉末：致孔剂粉末＝X：(100-X)的方式配备不同体系的复合原料粉末；将2A12粉末和漂珠按照不同体积分数配比(X的取值分别为60、70、80、90和100)，分别编号A1-A5，然后在三维混料机中混合3h，混料机转速20r/min，然后真空环境下取出封存备用。
步骤2：叠层铺粉成形；更换φ100mm的成形模具，根据设计高度将螺旋控高仪下降一定高度，并将A1粉末定量称量并在冷压模具中铺设平整并进行300MPa预压，保压5s，然后将螺旋控高仪持续下降一定高度，按照相同方法分别铺设A2、A3、A4和A5组粉末，成形压力分别为280MPa、260MPa、240MPa和220MPa。
步骤3：将完成预压的坯料和成形模具一起转移至成形压机下进行整体的模压成形，成形压力250MPa，保压20s，正向脱模得到密度梯度5层分布的φ100mm铝合金坯体。
步骤4
在氩气气氛下，以5℃/min的升温速率升温至650℃，保温240min，然后以10℃/min的降温速率降温至室温，得到密度从1.54-2.68g/cm3实现梯度分布，样品总厚度1.32mm。孔隙率分布在2.8-44％范围内。
重复上述操作，制备100次；成品率大于95％。
本发明还尝试了首次预压时，X取值为75的样品；但成品率约为85％。
对比例1
其他条件均与实施例1一致，采用30-45μm的铝基体粉末和市购分析纯NaCl(粒度100-150μm)；得到密度从1.6-2.7g/cm3实现梯度分布，孔隙率分布在0-41％范围内，成品中孔隙孔径大于100μm以上，样品厚度1.9mm，梯度效果和设计参数相差较大。
对比例2
其他条件均与实施例1一致，不同之处在于：
步骤2：叠层铺粉成形；根据设计高度将螺旋控高仪下降一定高度，并将A3粉末定量称量并在冷压模具中铺设平整并进行300MPa预压，保压5s，然后将螺旋控高仪持续下降一定高度，按照相同方法铺设A2组粉末并进行280MPa保压5s的预压过程，进而继续下降控高仪高度并铺设A1组粉末，进行260MPa的预压。
对比例2实施过程中，成品率仅为72％。
对比例3
其他条件均与实施例2一致，采用传统模压成形代替本发明中的叠层成形方法；在单层设计厚度200-250μm无法顺利完成粉末铺设，得到的样品厚度较大，梯度效果和无法满足相应的设计要求。

Claims (10)

1.一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料；其特征在于：所述金属基密度梯度材料中存在密度呈梯度变化的区域和/或密度呈连续变化的区域；所述金属基密度梯度材料厚度方向的尺寸小于等于3mm且所述金属基密度梯度材料的其他两个维度中至少有一个维度的尺寸超过50mm。
2.根据权利要求1所述的一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料；其特征在于：将所述金属基密度梯度材料沿厚度方向划分成n层，依次定义第1层的密度为A1、第2层的密度为A2、……第n层的密度为An；所述A1小于A2、An大于An-1；所述n大于2且最大为10；
其中每层的厚度为0.2±0.01mm；第1层的厚度、第2层的厚度、…..、第n层的厚度之和小于等于2mm。
3.根据权利要求1所述的一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料；其特征在于：所述金属基密度梯度材料基于粉末冶金技术制备，其长度或宽度方向中至少有一个方向的尺寸大于等于50mm；
或
其长度和宽度构成平面的当量直径大于等于50mm；
或
当所述金属基密度梯度材料为圆形薄片时，其直径大于等于50mm。
4.根据权利要求1所述的一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料；其特征在于：当所述金属基为铝基时；第一层的密度为1.3g/cm3，第2层的密度为1.5-1.6g/cm3，第n层的密度An小于等于2.7g/cm3且大于等于第n-1层的密度。
5.根据权利要求4所述的一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料；其特征在于：所述铝基选自Al-Mg系合金、Al-Mn系合金、Al-Cu-Mg系合金、Al-Mg-Si系合金、Al-Cu-Mg-Fe-Ni系合金、Al-Zn-Mg-Cu系合金中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料；其特征在于：所述金属基密度梯度材料中，孔隙的孔径分布在50-100微米。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料的成形方法；其特征在于：包括以下步骤：
步骤一
以粉末粒度为8-15μm的金属合金粉末和粒度分布为30-50μm的致孔剂为原料，按照不同的X值，按照金属合金粉末：致孔剂粉末＝X：(100-X)的方式配备不同体系的复合原料粉末并混合均匀，并按照X的取值由小到大的顺序依次得到不同体系的复合粉末，编号为A1、A2、……An，封存备用；其中致孔剂选自硫酸钾、氯化钠、尿素、空心氧化铝球、漂珠中的至少一种；所述X的取值范围为：50-100；
步骤二
将步骤一所得的备用原料A1按照设计要求平铺在模具中，在成形压力P1下进行单向预压成形，得到第1预压层；在第1预压层上均匀铺设设定高度的A2粉末，铺设后在成形压力P2下进行预压成形，得到第2预压层；……依次类推，在第i预压层铺设设定高度的Ai粉末，铺设后在成形压力Pi下进行预压成形，得到第i预压层；其中Pi＝P1-(10～25)i；其中i选自2，3，4，……，n中任意一整数；且P1大于等于250MPa；
步骤三
将预压完成的模具和坯料一起转移至成形压机下进行整体的模压成形，整体成形的压力为150-300MPa；正向脱模得到密度梯度分布的金属合金坯体；然后经烧结或烧结+浸泡得到了超薄密度梯度分布的金属合金。
8.根据权利要求7所述的一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料的成形方法；其特征在于：所述金属基为铝基。
9.根据权利要求8所述的一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料的成形方法；其特征在于：步骤二中不同层数下的成形压力不同，分布在200-300MPa之间；步骤三中压制成形的压制压力为150-300MPa，保压时间为5-20s，压制所得梯度材料坯体的总厚度为2-3mm，且所得梯度材料坯体的当量直径大于等于100mm且小于等于300mm。
10.根据权利要求1-6所述的一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料的应用；其特征在于：所述应用领域包括航空航天、国防军工领域。
CN201810373276.2A 2018-04-24 2018-04-24 一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料及其制备方法和应用 Active CN108620593B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810373276.2A CN108620593B (zh) 2018-04-24 2018-04-24 一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810373276.2A CN108620593B (zh) 2018-04-24 2018-04-24 一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108620593A true CN108620593A (zh) 2018-10-09
CN108620593B CN108620593B (zh) 2019-12-24

Family

ID=63694280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810373276.2A Active CN108620593B (zh) 2018-04-24 2018-04-24 一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108620593B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111136277A (zh) * 2019-12-03 2020-05-12 同济大学 一种多层铝/镁复合板及其粉末热压制备方法
CN112658266A (zh) * 2020-12-04 2021-04-16 中南大学 一种孔隙特性轻质梯度材料及其应用
CN113070464A (zh) * 2021-03-19 2021-07-06 广东省科学院材料与加工研究所 铝基多孔复合材料、其制备方法和应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101967578A (zh) * 2010-11-02 2011-02-09 北京科技大学 一种梯度孔多孔高铌钛铝合金的制备方法
CN106216674A (zh) * 2016-06-08 2016-12-14 四川大学 W‑v合金功能梯度材料及其放电等离子体烧结方法
CN106272989A (zh) * 2016-08-16 2017-01-04 河南涵信新材料科技有限公司 一种金刚石刀头及其制备方法，金刚石刀头用冷压模具，金刚石锯片
KR20170069536A (ko) * 2015-12-11 2017-06-21 현대자동차주식회사 이종 재질 스프로켓의 제조방법
CN107486559A (zh) * 2017-09-01 2017-12-19 中南大学 一种铝基密度梯度材料及其制备方法和应用
CN107598172A (zh) * 2017-07-25 2018-01-19 陕西斯瑞新材料股份有限公司 一种梯度多层CuCr复合触头材料的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101967578A (zh) * 2010-11-02 2011-02-09 北京科技大学 一种梯度孔多孔高铌钛铝合金的制备方法
KR20170069536A (ko) * 2015-12-11 2017-06-21 현대자동차주식회사 이종 재질 스프로켓의 제조방법
CN106216674A (zh) * 2016-06-08 2016-12-14 四川大学 W‑v合金功能梯度材料及其放电等离子体烧结方法
CN106272989A (zh) * 2016-08-16 2017-01-04 河南涵信新材料科技有限公司 一种金刚石刀头及其制备方法，金刚石刀头用冷压模具，金刚石锯片
CN107598172A (zh) * 2017-07-25 2018-01-19 陕西斯瑞新材料股份有限公司 一种梯度多层CuCr复合触头材料的制备方法
CN107486559A (zh) * 2017-09-01 2017-12-19 中南大学 一种铝基密度梯度材料及其制备方法和应用

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111136277A (zh) * 2019-12-03 2020-05-12 同济大学 一种多层铝/镁复合板及其粉末热压制备方法
CN112658266A (zh) * 2020-12-04 2021-04-16 中南大学 一种孔隙特性轻质梯度材料及其应用
CN113070464A (zh) * 2021-03-19 2021-07-06 广东省科学院材料与加工研究所 铝基多孔复合材料、其制备方法和应用
CN113070464B (zh) * 2021-03-19 2022-09-06 广东省科学院新材料研究所 铝基多孔复合材料、其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN108620593B (zh) 2019-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3257658B1 (en) Method for manufacturing composite product made of short-fibre reinforced thermosetting resin by means of 3d printing
CN108620593A (zh) 一种大尺寸超薄金属基密度梯度材料及其制备方法和应用
CN107486559B (zh) 一种铝基密度梯度材料及其制备方法和应用
CN104404508B (zh) 一种铝合金结构件的激光增材制造方法
CN110340371B (zh) 一种颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法
CN109261967B (zh) 一种多孔钨材料的电子束分区扫描成形方法
CN102861914B (zh) 一种钨铜功能梯度材料的制备方法
EP2537949B1 (en) Method for preparing fibrous silver-based electrical contact material
CN109482813B (zh) WCp/EPS消失模模样及WCp/Fe复合材料制备
CN101693279A (zh) 一种大型钛合金深筒件镦挤精密模锻成型方法
CN112091217B (zh) 一种采用球形钨粉激光3d打印制造铜钨材料的方法
US20060280637A1 (en) Method for manufacturing components with a nickel base alloy as well as components manufactured therewith
US9028584B2 (en) System and method for fabrication of 3-D parts
CN107321990B (zh) 一种硬质合金制品及其制备方法以及制备硬质合金制品的装置
WO2011150854A1 (zh) 谐振杆制造方法、谐振杆及腔体滤波器
CN108326297A (zh) 一种大尺寸超薄粉末冶金梯度材料的成形装置及应用
CN111995425A (zh) 一种铝碳化硅复合材料的凝胶注模材料组合物及预制件和结构件的制备方法
CN112658266A (zh) 一种孔隙特性轻质梯度材料及其应用
CN208083458U (zh) 一种大尺寸超薄粉末冶金梯度材料的成形装置
CN113500205B (zh) 一种双金属材料的3d打印方法
CN109158589B (zh) 细粒度金刚石工具有序排列的生产方法及其金刚石工具
CN105463276B (zh) 一种具有致密化表面的铝基粉末冶金零件的制备方法
CN109687159A (zh) 超轻高精度快速成型天线反射面及其制备方法
CN102580404B (zh) 一种非对称不锈钢过滤片的制备方法
CN114411011A (zh) 一种氧化铝及钨颗粒协同增强铜合金的制备方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant