
技术摘要:
本发明提供了一种非晶增强铝合金复合材料及其制备方法,复合材料包括基体粉末和非晶增强体粉末,其中,基体粉末包括:10.0‑13.0wt%锌、1.9‑3.0wt%镁、1.2‑2.0wt%铜、0.02‑0.2wt%钛、0.1‑0.3wt%锆、0.1‑0.3wt%钪、铁≤0.05wt%、硅≤0.05wt%、81.1‑86.5wt 全部
背景技术:
Al-Zn-Mg-Cu系(7XXX系)合金是航空工业中最具优势的结构用材料,与之相应的 合金热处理标准也分门别类。在新型Al-Zn-Mg-Cu系铝合金产品的开发过程中,发现主合金 化元素的含量存在明显的上限,即使采用快速凝固方法制备,合金力学性能也难以突破瓶 颈,原因在于合金化含量过高,第二相在固溶温度区间无法完全回溶,导致随后时效过程析 出相数量减少,造成合金强度下降,且残留第二相会进一步损害合金的塑性。
技术实现要素:
针对现有技术中的不足,本发明的首要目的是提供一种非晶增强铝合金复合材 料。 本发明的第二个目的是提供上述复合材料的制备方法。即采用粉末冶金方法制备 非晶增强超高强铝合金复合材料,并建立了增强体含量与力学性能的关系:随着增强体含 量的增加,力学性能显著提升,通过增强体-基体复合强化效应实现了优化合金力学性能的 目的,进而开发出具有超高性能的铝合金复合材料,对我国工业的发展具有重要的意义。 为达到上述的首要目的,本发明的解决方案是: 一种非晶增强铝合金复合材料,其包括基体粉末和非晶增强体粉末,其中,基体粉 末包括如下组分: 铁的含量大于硅的含量; 非晶增强体粉末包括如下组分: 4 CN 111575542 A 说 明 书 2/4 页 优选地,基体粉末的粒径<100μm,非晶增强体粉末的粒径<50μm。 为达到第二个目的,本发明的解决方案是: 一种上述的非晶增强铝合金复合材料的制备方法,其包括如下步骤: (1)、将基体粉末和非晶增强体粉末进行球磨混合,得到混合物; (2)、对混合物抽真空至真空度小于1×10-4Pa,并冲入氩气保护,之后进行烧结,得 到坯料; (3)、坯料经过打磨,并采用纯铜包套包覆后等温挤压,双极固溶处理,淬火,得到 非晶增强铝合金复合材料。 优选地,步骤(1)中,球磨的参数为:球粉比为6:1-10:1,转速为100-200rpm,球磨 时间为1-3h,每转15-20min停止15-20min,然后反向旋转。 优选地,步骤(2)中,氩气为0.5×105Pa-1×105Pa;烧结的压力为450-550MPa,烧结 的温度为400-450℃,烧结的时间为30-60min。 优选地,步骤(2)中,坯料为圆柱体,其长度为15mm,直径为10mm。 优选地,步骤(3)中,挤压的温度为400-430℃,挤压比为10:1,冲头移动的速度为 0.05-0.15mm/s。 优选地,步骤(3)中,双极固溶处理中先在450-465℃下保温1h,然后升温至470- 490℃保温1h。 优选地,步骤(3)中,淬火的转移时间≤15s,淬火的温度为25-35℃,采用的时效制 度为单级时效:在120℃下保温16-20h。 由于采用上述方案,本发明的有益效果是: 第一、本发明采用了自身具备优异力学性能(Hv>500)的非晶增强体,结合粉末冶 金技术,从而突破了传统合金成分的限制,获得增强体均匀分布的等轴细小合金组织,平均 晶粒尺寸<40μm。 第二、本发明的坯料经热挤压后,合金达到完全致密化,继而进行T6热处理,并与 不含增强体的同成分同状态合金进行性能比较,经测试,该复合材料T6态力学性能相比传 统粉末冶金超高强铝合金提高20%以上,极大地拓展了该合金的应用前景。 附图说明 图1为本发明的非晶增强铝合金复合材料的扫描示意图。