一種鋁基復合材料-鋁合金夾層板制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及復合材料技術領域，具體地說，是一種鋁基復合材料-鋁合金夾層板的制備方法。
【背景技術】
[0002]鋁基復合材料具有高硬度、高耐磨性，但塑性和裂韌性較低，而鋁合金具有良好的塑性和韌性，但耐磨性、硬度較低。因此利用鋁基復合材料和鋁合金的優點，將鋁基復合材料作為面層，鋁合金作為芯層，采用一定的制備工藝，制成一種鋁基復合材料/鋁合金夾層板，實現表面高硬耐磨，同時芯部高韌。在機械裝備、航空航天、武器裝備等領域具有廣泛的應用前景。
【發明內容】
[0003]針對上述技術問題，本發明的目的在于提供一種新型鋁基復合材料-鋁合金夾層板的制備方法，實現了材料的致密化，并實現了高性能鋁基復合材料/鋁合金夾層板制備。
[0004]為了實現上述技術目的，本發明采取如下技術方案:一種鋁基復合材料-鋁合金夾層板的制備方法，包括有采用噴射沉積工藝，其步驟如下:
[0005]1)先制備鋁基復合材料/鋁合金沉積坯；
[0006]2)然后進行乳制，實現材料的致密化；
[0007]3)然后經過固溶-時效處理，實現高性能鋁基復合材料/鋁合金夾層板制備。
[0008]進一步地，其包括以下步驟:
[0009]1)在坩禍A中加入顆粒增強鋁基復合材料，在坩禍B中加入鋁合金，將他們熔化，并除氣精煉后，將物料升溫到750_850°C ；
[0010]2)將步驟1中坩禍A中升溫到750-850°C的顆粒增強鋁基復合材料熔體導入噴射沉積裝置中，并對鋁基復合材料熔體進行噴射沉積，在收集盤表面形成顆粒增強鋁基復合材料沉積層；
[0011]3)將坩禍B中的鋁合金熔體導入步驟2中顆粒增強鋁基復合材料沉積層的噴射沉積裝置中，并對顆粒增強鋁基復合材料沉積層進行噴射沉積，并在顆粒增強鋁基復合材料沉積層表面形成沉積鋁合金層；
[0012]4)將坩禍A中的顆粒增強鋁基復合材料熔體導入步驟3中形成沉積鋁合金層的噴射沉積裝置中，并對形成沉積鋁合金層進行噴射沉積，并在收集盤的鋁合金沉積層表面形成顆粒增強鋁基復合材料沉積層；
[0013]5)將步驟4中收集盤上的沉積坯全部取下，然后進行熱乳；
[0014]6)將步驟5中熱壓后的夾層板進行固溶-時效處理。
[0015]進一步地，所述步驟2與步驟1的時間間隔為1 -5 s。
[0016]進一步地，所述步驟2顆粒增強鋁基復合材料沉積層厚度為10-30_。
[0017]進一步地，所述步驟3與步驟2的時間間隔為l_5s。
[0018]進一步地，所述步驟3招合金料沉積層厚度為10-30mm。
[0019]進一步地，所述步驟4與所述步驟3的時間間隔為l_5s。
[0020]進一步地，所述步驟4中鋁合金沉積層厚度為10-30_。
[0021 ] 進一步地，步驟5所述沉積坯加熱溫度400-450°C，保溫時間2-4h。
[0022 ] 進一步地，步驟5所述乳制壓下量為15-4 5mm。
[0023]本發明的技術特點和效果為:本發明采用噴射沉積工藝，制備鋁基復合材料/鋁合金沉積坯，再進行乳制，實現材料的致密化，然后經過固溶-時效處理，實現高性能鋁基復合材料/鋁合金夾層板制備。在面層中，增強顆粒在基體中分布均勻，鋁基復合材料具有良好的硬度和耐磨性。在芯層中，鋁合金晶粒細小、組織均勻，具有良好韌性，面層與芯層結合良好。這種制備方法工藝簡單，適合規模化工業生產，制備的夾層板具有良好的綜合性能，可以廣泛應用于機械裝備、航空航天、武器裝備等領域。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0025]實施例1
[0026]本實例所得鋁基復合材料/鋁合金夾層板制備過程如下:
[0027]在坩禍A和坩禍B分別加入5wt.%TiB2/2024鋁基復合材料和2024鋁合金，使其熔化，并除氣精煉后，升溫到750°C；然后將坩禍A中的顆粒增強鋁基復合材5wt.%TiB2/2024鋁基復合材料熔體導入噴射沉積裝置中，對5wt.%TiB2/2024鋁基復合材料熔體進行噴射沉積，在收集盤表面形成10mm的5wt.%TiB2/2024鋁基復合材料沉積層。在1 s內將坩禍B中的2024鋁合金熔體導入噴射沉積裝置中，對2024鋁合金進行噴射沉積，在5wt.%TiB2/2024鋁基復合材料沉積層表面沉積10mm的2024鋁合金。然后在Is內將坩禍A中的5wt.%TiB2/2024顆粒增強鋁基復合材料熔體導入噴射沉積裝置中，對5wt.%TiB2/2024鋁基復合材料熔體進行噴射沉積，在收集盤的2024鋁合金沉積層表面形成10mm的5wt.%TiB2/2024鋁基復合材料沉積層。將收集盤上的沉積坯取下，加熱至400°C，保溫2h，進行熱乳，壓下量15mm。然后進行固溶-時效處理，得到具有良好性能的鋁基復合材料/鋁合金夾層板。
[0028]實施例2
[0029]在坩禍A和坩禍B分別加入8wt.%TiB2/7075鋁基復合材料和7075鋁合金，使其熔化，并除氣精煉后，升溫到800°C；然后將坩禍A中的顆粒增強鋁基復合材8wt.%TiB2/7075鋁基復合材料熔體導入噴射沉積裝置中，對8wt.%TiB2/7075鋁基復合材料熔體進行噴射沉積，在收集盤表面形成20mm的8wt.%TiB2/7075鋁基復合材料沉積層。在3s內將坩禍B中的7075鋁合金熔體導入噴射沉積裝置中，對7075鋁合金進行噴射沉積，在8wt.%TiB2/7075鋁基復合材料沉積層表面沉積20mm的7075鋁合金。然后在3s內將坩禍A中的8wt.%TiB2/7075顆粒增強鋁基復合材料熔體導入噴射沉積裝置中，對8wt.%TiB2/7075鋁基復合材料熔體進行噴射沉積，在收集盤的7075鋁合金沉積層表面形成20mm的8wt.%TiB2/7075鋁基復合材料沉積層。將收集盤上的沉積坯取下，加熱至425°C，保溫3h，進行熱乳，壓下量30mm。然后進行固溶-時效處理，得到具有良好性能的鋁基復合材料/鋁合金夾層板。
[0030]實施例3
[0031]在坩禍A和坩禍B分別加入10wt.%TiB2/7050鋁基復合材料和7050鋁合金，使其熔化，并除氣精煉后，升溫到850°C;然后將坩禍A中的顆粒增強鋁基復合材10wt.%TiB2/7050鋁基復合材料熔體導入噴射沉積裝置中，對10wt.%TiB2/7050鋁基復合材料熔體進行噴射沉積，在收集盤表面形成30mm的10wt.%TiB2/7050鋁基復合材料沉積層。在5s內將坩禍B中的7050鋁合金熔體導入噴射沉積裝置中，對7050鋁合金進行噴射沉積，在10wt.%TiB2/7050鋁基復合材料沉積層表面沉積30mm的鋁合金。然后在5s內將坩禍A中的10wt.%TiB2/7050顆粒增強鋁基復合材料熔體導入噴射沉積裝置中，對10wt.%TiB2/7050鋁基復合材料熔體進行噴射沉積，在收集盤的7050鋁合金沉積層表面形成30mm的10wt.%TiB2/7050鋁基復合材料沉積層。將收集盤上的沉積坯取下，加熱至400°C，保溫4h，進行熱乳，壓下量45mm。然后進行固溶-時效處理，得到具有良好性能的鋁基復合材料/鋁合金夾層板。
[0032]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種鋁基復合材料-鋁合金夾層板的制備方法，其特征在于，包括有采用噴射沉積工藝，其步驟如下: 1)先制備鋁基復合材料/鋁合金沉積坯； 2)然后進行乳制，實現材料的致密化； 3)然后經過固溶-時效處理，實現高性能鋁基復合材料/鋁合金夾層板制備。2.根據權利要求1所述的一種鋁基復合材料-鋁合金夾層板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)在坩禍A中加入顆粒增強鋁基復合材料，在坩禍B中加入鋁合金，將他們熔化，并除氣精煉后，將物料升溫到750-850°C ； 2)將步驟1中坩禍A中升溫到750-850°C的顆粒增強鋁基復合材料熔體導入噴射沉積裝置中，并對鋁基復合材料熔體進行噴射沉積，在收集盤表面形成顆粒增強鋁基復合材料沉積層； 3)將坩禍B中的鋁合金熔體導入步驟2中顆粒增強鋁基復合材料沉積層的噴射沉積裝置中，并對顆粒增強鋁基復合材料沉積層進行噴射沉積，并在顆粒增強鋁基復合材料沉積層表面形成沉積鋁合金層； 4)將坩禍A中的顆粒增強鋁基復合材料熔體導入步驟3中形成沉積鋁合金層的噴射沉積裝置中，并對形成沉積鋁合金層進行噴射沉積，并在收集盤的鋁合金沉積層表面形成顆粒增強鋁基復合材料沉積層； 5)將步驟4中收集盤上的沉積坯全部取下，然后進行熱乳； 6)將步驟5中熱壓后的夾層板進行固溶-時效處理。3.根據權利要求2所述的一種鋁基復合材料-鋁合金夾層板的制備方法，其特征在于，所述步驟2與步驟1的時間間隔為l_5s。4.根據權利要求2所述的一種鋁基復合材料-鋁合金夾層板的制備方法，其特征在于，所述步驟2顆粒增強鋁基復合材料沉積層厚度為10-30mm。5.根據權利要求2所述的一種鋁基復合材料-鋁合金夾層板的制備方法，其特征在于，所述步驟3與步驟2的時間間隔為l-5s。6.根據權利要求2所述的一種鋁基復合材料-鋁合金夾層板的制備方法，其特征在于，所述步驟3招合金料沉積層厚度為10-30_。7.根據權利要求2所述的一種鋁基復合材料-鋁合金夾層板的制備方法，其特征在于，所述步驟4與所述步驟3的時間間隔為l-5s。8.根據權利要求2所述的一種鋁基復合材料-鋁合金夾層板的制備方法，其特征在于，所述步驟4中招合金沉積層厚度為10-30_。9.根據權利要求2所述的一種鋁基復合材料-鋁合金夾層板的制備方法，其特征在于，步驟5所述沉積坯加熱溫度400-450°C，保溫時間2-4h。10.根據權利要求2所述的一種鋁基復合材料-鋁合金夾層板的制備方法，其特征在于，步驟5所述乳制壓下量為15-45mm。
【專利摘要】本發明公開了一種鋁基復合材料-鋁合金夾層板制備方法，該發明采用噴射沉積工藝，先制備鋁基復合材料/鋁合金沉積坯，然后進行軋制，實現材料的致密化，然后經過固溶-時效處理，實現鋁基復合材料-鋁合金夾層板制備。在面層中，增強顆粒在基體中分布均勻，具有良好的硬度和耐磨性，在芯層中，鋁合金晶粒細小、組織均勻，具有良好的韌性，同時面層與芯層結合良好。這種制備方法工藝簡單，適合規模化工業生產，制備的夾層板具有良好的綜合性能，可以廣泛應用于機械裝備、航空航天、武器裝備等領域。
【IPC分類】B22F7/02, B22F3/115, B22F3/24
【公開號】CN105458263
【申請號】CN201510932717
【發明人】吳浩
【申請人】安徽相邦復合材料有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月10日