的鋁合金管在200°C保溫2h，將2Kg的ZL301鑄錠于760°C熔化后保溫40min，將分段封裝的ZL301鋁合金管加入熔融的鋁液中，精煉、除渣、除氣，以500r/min的攪拌速度攪拌lOmin后澆鑄成型、脫模，獲得高熵合金顆粒增強鋁基復合材料。拉伸試驗結果表明，復合材料的抗拉強度為339MPa，延伸率為8.7%。觀察410.50)01().#6附高熵合金顆粒增強鋁基復合材料的金相組織(與圖3相似)顯示，顆粒在基體中分布比較均勻，沒有非常明顯的鑄造缺陷。
[0070]實施例7
[0071 ]步驟一:制備高熵合金粉末
[0072]首先，增強相選用AlCoCrFeNiTi系高熵合金顆粒，高熵合金的具體成分為Al0.2CoCrFeNiT1.5，根據高熵合金Al0.2CoCrFeNiT1.5中各主要元素的摩爾原子比和質量分數，分別計算出各成分的質量為純A1粉12.83g，純Co粉56.04g，純Cr粉49.45g，純Fe粉53.11g，純Ni粉55.81g，純Ti粉22.77g并用電子天平稱取相應質量，將其在混粉機上混粉16h，混合均勻后裝進不銹鋼球磨罐中，抽真空、充氬氣，隨后在行星球磨機上球磨6h，球料比為8:1，轉速為600r/min，過程控制劑為無水乙醇，制備出高熵合金粉末。
[0073]步驟二:顆粒篩分與封裝
[0074]將步驟一得到的高熵合金粉末用標準目數的篩子進行篩分，得到平均粒徑為500μm的高熵合金顆粒;將500μπι的高熵合金顆粒裝入直徑為50mm的ZL201鋁合金管中，在常溫下壓實并分段封裝。
[0075]步驟三:攪拌鑄造工藝制備復合材料
[0076]AlQ.2CoCrFeNiTiQ.5高熵合金的體積分數為35% ;鋁合金基體為ZL201，體積分數為65%;計算封裝有高熵合金顆粒的ZL201鋁合金管的質量為1188.41g，并用電子天平稱取。將鋼模和封裝有高熵合金顆粒的ZL201鋁合金管在300°C保溫2h，將2Kg的ZL201鑄錠于780°C熔化后保溫30min，將分段封裝的ZL201鋁合金管加入熔融的鋁液中，精煉、除渣、除氣，以150r/min的攪拌速度攪拌35min后澆鑄成型、脫模，獲得高熵合金顆粒增強鋁基復合材料。拉伸試驗結果表明，復合材料的抗拉強度為346MPa，延伸率為8.3 %。觀察Al0.2C0CrFeNiTiQ.5高熵合金顆粒增強鋁基復合材料的金相組織(與圖3相似)，顆粒在基體中能較均勻分布，且與基體結合較好，沒有明顯的反應層。
[0077]實施例8
[0078]步驟一:制備高熵合金粉末
[0079]首先，增強相選用AlCoCuFeNi系高熵合金顆粒，高熵合金的具體成分為Al0.75CoCu0.25FeNi，根據高熵合金Al0.75CoCu0.25FeNi中各主要兀素的摩爾原子比和質量分數，分別計算出各成分的質量為純A1粉60.34g，純Co粉175.73g，純Cu粉47.38g，純Fe粉166.54g，純Ni粉174.71g，并用電子天平稱取相應質量，將其在混粉機上混粉12h，混合均勻后裝進不銹鋼球磨罐中，抽真空、充氬氣，隨后在行星球磨機上球磨48h，球料比為8:1，轉速為2 50r/m i η，過程控制劑為無水乙醇，制備出高熵合金粉末。
[0080]步驟二:顆粒篩分與封裝
[0081 ]將步驟一得到的高熵合金粉末用標準目數的篩子進行篩分，得到平均粒徑為150μm的高熵合金顆粒;將150μπι的高熵合金顆粒裝入直徑為12mm的5005鋁合金管中，在常溫下壓實并分段封裝。
[0082]步驟三:攪拌鑄造工藝制備復合材料
[0083]AlQ.75CoCuQ.25FeNi高熵合金的體積分數為0.1% ;鋁合金基體為5005A1，體積分數為99.9%;計算封裝有高熵合金顆粒的5005鋁合金管的質量為53.76g，并用電子天平稱取。將鋼模和封裝有高熵合金顆粒的5005鋁合金管在280°C保溫lh，將2Kg的5005A1棒材于770°C熔化后保溫25min，將分段封裝的5005鋁合金管加入熔融的鋁液中，精煉、除渣、除氣，以350r/min的攪拌速度攪拌30min后澆鑄成型、脫模，獲得高熵合金顆粒增強鋁基復合材料。拉伸試驗結果表明，復合材料的抗拉強度為168MPa，延伸率為18%。觀察AlQ.75CoCuQ.25FeNi高熵合金顆粒增強鋁基復合材料的金相組織(與圖3相似)發現，顆粒在基體中均勻彌散分布，氣孔率低。
[0084]上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種高熵合金顆粒增強鋁基復合材料的攪拌鑄造制備工藝，其特征在于包括以下步驟: 采用機械合金化制備高熵合金粉末并篩分，獲得高熵合金顆粒;采用與基體同材質的鋁合金管密封高熵合金顆粒，并將分段稱量好的鋁合金管添加進熔融的基體;采用攪拌方式分散基體熔體中的高熵合金顆粒;采用鑄造工藝制備成形高熵合金顆粒增強鋁基復合材料。2.根據權利要求1所述的高熵合金顆粒增強鋁基復合材料的攪拌鑄造制備工藝，其特征在于具體包括以下步驟: 步驟一:制備高熵合金粉末 按照高熵合金的成分，將五種或五種以上的純金屬粉末按照各自不同摩爾原子比和質量分數，分別計算出高熵合金中各成分的含量，并稱量出相應質量，然后混粉，混合均勻后，抽真空并在氬氣保護氣氛下進行機械合金化，合金化完成后獲得高熵合金粉末； 步驟二:顆粒篩分與封裝 將步驟一獲得的高熵合金粉末進行篩分，獲得高熵合金顆粒;將高熵合金顆粒裝入與基體同材質的鋁合金管進行分段密封； 步驟三:攪拌鑄造成形復合材料 將鋼模和密封的鋁合金管保溫，將基體熔化并保溫，將封裝有高熵合金顆粒的鋁合金管分段稱量后添加到熔融基體中，精煉、除氣、除渣，攪拌基體熔體，隨后澆鑄成型、脫模，獲得高熵合金顆粒增強鋁基復合材料。3.根據權利要求2所述的高熵合金顆粒增強鋁基復合材料的攪拌鑄造制備工藝，其特征在于:步驟一中所述的混粉的時間為6?24h; 步驟一中所述的合金化的條件為球料比為8:1，合金化時間為6?60h;轉速為150r/min?600r/min;過程控制劑為無水乙醇，溫度為室溫。4.根據權利要求2所述的高熵合金顆粒增強鋁基復合材料的攪拌鑄造制備工藝，其特征在于:步驟二中所述的高熵合金顆粒的粒徑分布為10?500μηι; 步驟二中所述的鋁合金管的直徑為5?50_。5.根據權利要求2所述的高熵合金顆粒增強鋁基復合材料的攪拌鑄造制備工藝，其特征在于:步驟三中所述的保溫的條件為在200?300°C下保溫1?2h; 步驟三中所述的基體熔化并保溫的條件為在680°C?780°C下保溫20?40min; 步驟三中所述的攪拌基體熔體的條件為以100?500r/min的速度攪拌鋁合金熔體10?40mino6.根據權利要求2所述的高熵合金顆粒增強鋁基復合材料的攪拌鑄造制備工藝，其特征在于:所述的高熵合金顆粒為AlCoCrFeNiTi系、AlCoCrCuFeNi系、AlCoCrCuFeNiTi系、AlCoCuFeNi 和 AlCoCrFeNi 系中一種。7.根據權利要求2所述的高熵合金顆粒增強鋁基復合材料的攪拌鑄造制備工藝，其特征在于:所述的基體為鋁合金;所述的鋁合金為變形鋁合金、Al-Li合金或鑄造鋁合金。8.根據權利要求7所述的高熵合金顆粒增強鋁基復合材料的攪拌鑄造制備工藝，其特征在于所述的變形招合金為1XXX、2xxx、4xxx、5xxx、6xxx或7 xxx合金； 所述的鑄造鋁合金為Al-Si系、Al-Cu系、A1-Mg系、A1_RE系或Al_Zn系。9.根據權利要求1所述的高熵合金顆粒增強鋁基復合材料的攪拌鑄造制備工藝，其特征在于:所述的高熵合金顆粒增強鋁基復合材料中高熵合金顆粒的體積分數為0.1%?35%，鋁合金的體積分數為65%?99.9%，且二者之和等于1。10.—種高熵合金顆粒增強鋁基復合材料，其特征在于通過權利要求1?9任一項所述的攪拌鑄造制備工藝制備得到。
【專利摘要】本發明公開一種高熵合金顆粒增強鋁基復合材料及其攪拌鑄造制備工藝。本發明的制備工藝，是采用機械合金化制備高熵合金粉末并篩分，獲得高熵合金顆粒；采用與基體同材質的鋁合金管密封高熵合金顆粒，并將分段稱量好的鋁合金管添加進熔融的基體；采用攪拌方式分散高熵合金顆粒；采用鑄造工藝制備成形高熵合金顆粒增強鋁基復合材料。其中，高熵合金顆粒為0.1％～35％，鋁合金為65％～99.9％，且二者之和等于1。本發明制備的復合材料組織中高熵合金顆粒均勻、彌散分布，高熵合金和鋁合金界面結合相容性好，具有良好的強度和韌性；制備工藝簡單且粉體無需處理、成本低、穩定性好，適合批量化生產和標準化生產，具有良好的推廣應用前景。
【IPC分類】B22D19/14, C22C1/02, C22C21/00
【公開號】CN105478724
【申請號】CN201510988188
【發明人】朱德智, 丁霞, 戚龍飛
【申請人】華南理工大學
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月23日