CN110625109A - 一种亚微米级铝基合金粉体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种亚微米级铝基合金粉体的制备方法，包括如下步骤：步骤一：将亚微米级氢氧化铝粉体和外加剂混合，并进行水化处理后得到的水化氢氧化铝粉体于保护气氛下一段焙烧，得到γ‑氧化铝；步骤二：将步骤一得到的γ‑氧化铝酸洗后，加入晶体生长抑制剂和助烧剂，进行二段焙烧后得到亚微米级铝粉；步骤三：将步骤一得到的亚微米铝粉与Al‑Ta合金、Ti‑Ni合金、二硅化钼晶须和二硼化钛粉混合后球磨，得到混合粉体；步骤四：将步骤三提到的混合粉体进行预压、除气、烧结、热处理与热等静压处理后得到所述亚微米级铝基合金粉体。
Description
技术领域
本发明属于铝基合金粉体技术领域，具体涉及一种亚微米铝粉及铝基合金粉体制备方法。
背景技术
铝基合金粉体是以金属铝以及其他合金为基体，以金属、非金属颗粒、晶须或纤维为增强体的一种非均匀混合物。其在航天航空和工业照明领域具有非常广泛的应用。
其中，由于现有的铝基合金粉体多采用多种增强体，以任意比例添加至铝基合金粉体中，这使得制备得到的铝基合金粉体会出现非常多的问题，例如：结合强度差，易出现结团，易分层，易出现气泡、颗粒径较大，蓬松效果差等。
同时，现有的铝基合金粉体制备周期长，工序复杂，且制备得到的铝合金粉体性能较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种亚微米铝粉及铝基合金粉体制备方法，该法采用多次焙烧，可制备得到亚微米铝粉。所述铝粉粒径小且蓬松、分散性好。同时，该方法可提高产物的转化率，从而降低生产成本。
本发明一种亚微米级铝基合金粉体的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将亚微米级氢氧化铝粉体和外加剂混合，并进行水化处理后得到的水化氢氧化铝粉体于保护气氛下一段焙烧，得到γ-氧化铝；
步骤二：将步骤一得到的γ-氧化铝酸洗后，加入晶体生长抑制剂和助烧剂，进行二段焙烧后得到亚微米级铝粉；
步骤三：将步骤一得到的亚微米铝粉与Al-Ta合金、Ti-Ni合金、二硅化钼晶须和二硼化钛粉混合、球磨，得到混合粉体；
步骤四：将步骤三提到的混合粉体预压、除气、热处理与热等静压处理后得到所述亚微米级铝基合金粉体。
所述水化采用水浴进行。水浴的温度为80℃。
所述保护气氛为氩气或氮气。
所述酸洗为有机酸洗。所述有机酸为乙酸或丙酸。
所述亚微米级氢氧化铝粉体的粒径为500-900nm。
所述外加剂为选自硬酯酸铝、油酸铝、草酸铝、乙酸铝中的一种或几种。
所述一段焙烧的温度为600-800℃；所述二段焙烧的温度为700-900℃。
所述晶体生长抑制剂为选自二氧化硅、氧化锆、氧化硼和五氧化二磷中的一种或几种组成的混合物。
所述预压为单轴冷挤压。
所述除气的温度为300℃。所述除气的压力为50MPa
所述助烧剂为选自氧化镁、氧化钙、氧化锌中的一种或几种组成的混合物。
所述烧结的温度为1380℃。
所述热处理的温度为1000-1100℃。
所述热等静压处理的温度为1100-1400℃，压力为100-150MPa
所述亚微米铝粉与Al-Ta合金、Ti-Ni合金、二硅化钼粉和二硼化钛粉的质量比为87-90：8-9：1-2：3-7。
所述Al-Ta合金中Al与Ta的质量比为；7-10：1
所述Ti-Ni合金中Ti与Ni的质量比为5-8：1。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明制备得到的铝基合金粉体粒径小且蓬松、颗粒组织结构细小，分散性好，颗粒无明显团聚。
2、本发明所述方法通过添加助烧剂可以有效的降低焙烧温度的作用，提高产物的转化率，从而降低生产成本。
3、本发明采用热等静压处理，使得制得的粉体颗粒在所有方向上都受到了剪切力，故使其表面的氧化膜破碎后增强了相邻粉体之间的结合强度，提高了粉体的密度，和烧结推动力。
4、本发明制备得到的铝基合金粉体烧结后，得到的铝基合金的强度高，韧性好。
具体实施方式
为下面结合实施例对本发明作进一步的阐明，但发明并不局限于具体实施例。
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1：
将氢氧化铝粉体和油酸铝依次至于烧杯中，置于80℃水浴锅中进行水化处理，将进过水化处理后的氢氧化铝粉体和油酸铝置于焙烧炉中，在氮气的保护下进行一段焙烧，使氢氧化铝粉体转化形成γ-氧化铝，其中一段焙烧的温度为750℃；然后将γ-氧化铝用乙酸进行酸洗，并过滤烘干，加入氧化锆和氧化镁，均匀混合；然后于焙烧炉中进行二段焙烧，其中二段焙烧的温度为850℃，焙烧后得到亚微米级铝粉。
将所述亚微米铝粉、Al-Ta合金、Ti-Ni合金、二硅化钼晶须和二硼化钛按质量比87：8：1：3的比例混合后，置于球磨罐中，其中所述Al-Ta合金中Al与Ta的质量比为；7：1、所述Ti-Ni合金中Ti与Ni的质量比为5：1。球磨后，预压成生胚，所述预压为单轴冷挤压，然后生胚进行除气处理，其中除气的温度为300℃，除气的压力为50MPa；然后将粉体置于高温炉中烧结，烧结温度为1380℃，烧结后进行热处理，热处理的温度为1080℃，热处理后进行热等静压处理，处理的温度为1000℃。
实施例2：
将氢氧化铝粉体和油酸铝依次至于烧杯中，置于80℃水浴锅中进行水化处理，将进过水化处理后的氢氧化铝粉体和油酸铝置于焙烧炉中，在氮气的保护下进行一段焙烧，使氢氧化铝粉体转化形成γ-氧化铝，其中焙烧的温度为800℃；然后将γ-氧化铝进行酸洗，并过滤烘干，加入氧化锆和氧化镁，均匀混合；然后于焙烧炉中进行二段焙烧，其中焙烧为900℃，焙烧后得到亚微米级铝粉。
将亚微米铝粉、Al-Ta合金、Ti-Ni合金、二硅化钼晶须和二硼化钛按质量比89：9：2：7的比例混合后，置于球磨罐中，其中，所述Al-Ta合金中Al与Ta的质量比为10：1，所述Ti-Ni合金中Ti与Ni的质量比为8：1。球磨后，预压成生胚，所述预压为单轴冷挤压，然后生胚进行除气处理，其中除气的温度为300℃，除气的压力为50MPa；然后将粉体置于高温炉中烧结，烧结温度为1380℃，烧结后进行热处理，热处理的温度为1080℃，热处理后进行热等静压处理，处理的温度为1300℃。
Claims (10)
1.一种亚微米级铝基合金粉体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将亚微米级氢氧化铝粉体和外加剂混合，并进行水化处理后得到的水化氢氧化铝粉体于保护气氛下一段焙烧，得到γ-氧化铝；
步骤二：将步骤一得到的γ-氧化铝酸洗后，加入晶体生长抑制剂和助烧剂，进行二段焙烧后得到亚微米级铝粉；
步骤三：将步骤一得到的亚微米铝粉与Al-Ta合金、Ti-Ni合金、二硅化钼晶须和二硼化钛粉混合后球磨，得到混合粉体；
步骤四：将步骤三提到的混合粉体进行预压、除气、烧结、热处理与热等静压处理后得到所述亚微米级铝基合金粉体。
2.如权利要求1所述的亚微米级铝基合金粉体的制备方法，其特征在于：所述亚微米级氢氧化铝粉体的粒径为500-900nm。
3.如权利要求1所述的亚微米级铝基合金粉体的制备方法，其特征在于：所述外加剂为选自硬酯酸铝、油酸铝、草酸铝、乙酸铝中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的亚微米级铝基合金粉体的制备方法，其特征在于：所述一段焙烧的温度为600-800℃；所述二段焙烧的温度为700-900℃。
5.如权利要求1所述的亚微米级铝基合金粉体的制备方法，其特征在于：所述晶体生长抑制剂为选自二氧化硅、氧化锆、氧化硼和五氧化二磷中的一种或几种组成的混合物。
6.如权利要求1所述的亚微米级铝基合金粉体的制备方法，其特征在于：所述助烧剂为选自氧化镁、氧化钙、氧化锌中的一种或几种组成的混合物。
7.如权利要求1所述的亚微米级铝基合金粉体的制备方法，其特征在于：所述热处理的温度为1000-1100℃。
8.如权利要求1所述的亚微米级铝基合金粉体的制备方法，其特征在于：所述热等静压处理的温度为1100-1400℃，压力为100-150MPa。
9.如权利要求1所述的亚微米级铝基合金粉体的制备方法，其特征在于：所述亚微米铝粉与Al-Ta合金、Ti-Ni合金、二硅化钼粉和二硼化钛粉的质量比为87-90：8-9：1-2：3-7。
10.如权利要求1或9所述的亚微米级铝基合金粉体的制备方法，其特征在于：所述Al-Ta合金中Al与Ta的质量比为；7-10：1
所述Ti-Ni合金中Ti与Ni的质量比为5-8：1。
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