一种铝基复合材料-铝合金夹层板制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及复合材料技术领域，具体地说，是一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法。
【背景技术】
[0002]铝基复合材料具有高硬度、高耐磨性，但塑性和裂韧性较低，而铝合金具有良好的塑性和韧性，但耐磨性、硬度较低。因此利用铝基复合材料和铝合金的优点，将铝基复合材料作为面层，铝合金作为芯层，采用一定的制备工艺，制成一种铝基复合材料/铝合金夹层板，实现表面高硬耐磨，同时芯部高韧。在机械装备、航空航天、武器装备等领域具有广泛的应用前景。
【发明内容】
[0003]针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种新型铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，实现了材料的致密化，并实现了高性能铝基复合材料/铝合金夹层板制备。
[0004]为了实现上述技术目的，本发明采取如下技术方案:一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，包括有采用喷射沉积工艺，其步骤如下:
[0005]1)先制备铝基复合材料/铝合金沉积坯；
[0006]2)然后进行乳制，实现材料的致密化；
[0007]3)然后经过固溶-时效处理，实现高性能铝基复合材料/铝合金夹层板制备。
[0008]进一步地，其包括以下步骤:
[0009]1)在坩祸A中加入颗粒增强铝基复合材料，在坩祸B中加入铝合金，将他们熔化，并除气精炼后，将物料升温到750_850°C ；
[0010]2)将步骤1中坩祸A中升温到750-850°C的颗粒增强铝基复合材料熔体导入喷射沉积装置中，并对铝基复合材料熔体进行喷射沉积，在收集盘表面形成颗粒增强铝基复合材料沉积层；
[0011]3)将坩祸B中的铝合金熔体导入步骤2中颗粒增强铝基复合材料沉积层的喷射沉积装置中，并对颗粒增强铝基复合材料沉积层进行喷射沉积，并在颗粒增强铝基复合材料沉积层表面形成沉积铝合金层；
[0012]4)将坩祸A中的颗粒增强铝基复合材料熔体导入步骤3中形成沉积铝合金层的喷射沉积装置中，并对形成沉积铝合金层进行喷射沉积，并在收集盘的铝合金沉积层表面形成颗粒增强铝基复合材料沉积层；
[0013]5)将步骤4中收集盘上的沉积坯全部取下，然后进行热乳；
[0014]6)将步骤5中热压后的夹层板进行固溶-时效处理。
[0015]进一步地，所述步骤2与步骤1的时间间隔为1 -5 s。
[0016]进一步地，所述步骤2颗粒增强铝基复合材料沉积层厚度为10-30_。
[0017]进一步地，所述步骤3与步骤2的时间间隔为l_5s。
[0018]进一步地，所述步骤3招合金料沉积层厚度为10-30mm。
[0019]进一步地，所述步骤4与所述步骤3的时间间隔为l_5s。
[0020]进一步地，所述步骤4中铝合金沉积层厚度为10-30_。
[0021 ] 进一步地，步骤5所述沉积坯加热温度400-450°C，保温时间2-4h。
[0022 ] 进一步地，步骤5所述乳制压下量为15-4 5mm。
[0023]本发明的技术特点和效果为:本发明采用喷射沉积工艺，制备铝基复合材料/铝合金沉积坯，再进行乳制，实现材料的致密化，然后经过固溶-时效处理，实现高性能铝基复合材料/铝合金夹层板制备。在面层中，增强颗粒在基体中分布均匀，铝基复合材料具有良好的硬度和耐磨性。在芯层中，铝合金晶粒细小、组织均匀，具有良好韧性，面层与芯层结合良好。这种制备方法工艺简单，适合规模化工业生产，制备的夹层板具有良好的综合性能，可以广泛应用于机械装备、航空航天、武器装备等领域。
【具体实施方式】
[0024]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0025]实施例1
[0026]本实例所得铝基复合材料/铝合金夹层板制备过程如下:
[0027]在坩祸A和坩祸B分别加入5wt.%TiB2/2024铝基复合材料和2024铝合金，使其熔化，并除气精炼后，升温到750°C；然后将坩祸A中的颗粒增强铝基复合材5wt.%TiB2/2024铝基复合材料熔体导入喷射沉积装置中，对5wt.%TiB2/2024铝基复合材料熔体进行喷射沉积，在收集盘表面形成10mm的5wt.%TiB2/2024铝基复合材料沉积层。在1 s内将坩祸B中的2024铝合金熔体导入喷射沉积装置中，对2024铝合金进行喷射沉积，在5wt.%TiB2/2024铝基复合材料沉积层表面沉积10mm的2024铝合金。然后在Is内将坩祸A中的5wt.%TiB2/2024颗粒增强铝基复合材料熔体导入喷射沉积装置中，对5wt.%TiB2/2024铝基复合材料熔体进行喷射沉积，在收集盘的2024铝合金沉积层表面形成10mm的5wt.%TiB2/2024铝基复合材料沉积层。将收集盘上的沉积坯取下，加热至400°C，保温2h，进行热乳，压下量15mm。然后进行固溶-时效处理，得到具有良好性能的铝基复合材料/铝合金夹层板。
[0028]实施例2
[0029]在坩祸A和坩祸B分别加入8wt.%TiB2/7075铝基复合材料和7075铝合金，使其熔化，并除气精炼后，升温到800°C；然后将坩祸A中的颗粒增强铝基复合材8wt.%TiB2/7075铝基复合材料熔体导入喷射沉积装置中，对8wt.%TiB2/7075铝基复合材料熔体进行喷射沉积，在收集盘表面形成20mm的8wt.%TiB2/7075铝基复合材料沉积层。在3s内将坩祸B中的7075铝合金熔体导入喷射沉积装置中，对7075铝合金进行喷射沉积，在8wt.%TiB2/7075铝基复合材料沉积层表面沉积20mm的7075铝合金。然后在3s内将坩祸A中的8wt.%TiB2/7075颗粒增强铝基复合材料熔体导入喷射沉积装置中，对8wt.%TiB2/7075铝基复合材料熔体进行喷射沉积，在收集盘的7075铝合金沉积层表面形成20mm的8wt.%TiB2/7075铝基复合材料沉积层。将收集盘上的沉积坯取下，加热至425°C，保温3h，进行热乳，压下量30mm。然后进行固溶-时效处理，得到具有良好性能的铝基复合材料/铝合金夹层板。
[0030]实施例3
[0031]在坩祸A和坩祸B分别加入10wt.%TiB2/7050铝基复合材料和7050铝合金，使其熔化，并除气精炼后，升温到850°C;然后将坩祸A中的颗粒增强铝基复合材10wt.%TiB2/7050铝基复合材料熔体导入喷射沉积装置中，对10wt.%TiB2/7050铝基复合材料熔体进行喷射沉积，在收集盘表面形成30mm的10wt.%TiB2/7050铝基复合材料沉积层。在5s内将坩祸B中的7050铝合金熔体导入喷射沉积装置中，对7050铝合金进行喷射沉积，在10wt.%TiB2/7050铝基复合材料沉积层表面沉积30mm的铝合金。然后在5s内将坩祸A中的10wt.%TiB2/7050颗粒增强铝基复合材料熔体导入喷射沉积装置中，对10wt.%TiB2/7050铝基复合材料熔体进行喷射沉积，在收集盘的7050铝合金沉积层表面形成30mm的10wt.%TiB2/7050铝基复合材料沉积层。将收集盘上的沉积坯取下，加热至400°C，保温4h，进行热乳，压下量45mm。然后进行固溶-时效处理，得到具有良好性能的铝基复合材料/铝合金夹层板。
[0032]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，其特征在于，包括有采用喷射沉积工艺，其步骤如下: 1)先制备铝基复合材料/铝合金沉积坯； 2)然后进行乳制，实现材料的致密化； 3)然后经过固溶-时效处理，实现高性能铝基复合材料/铝合金夹层板制备。2.根据权利要求1所述的一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)在坩祸A中加入颗粒增强铝基复合材料，在坩祸B中加入铝合金，将他们熔化，并除气精炼后，将物料升温到750-850°C ； 2)将步骤1中坩祸A中升温到750-850°C的颗粒增强铝基复合材料熔体导入喷射沉积装置中，并对铝基复合材料熔体进行喷射沉积，在收集盘表面形成颗粒增强铝基复合材料沉积层； 3)将坩祸B中的铝合金熔体导入步骤2中颗粒增强铝基复合材料沉积层的喷射沉积装置中，并对颗粒增强铝基复合材料沉积层进行喷射沉积，并在颗粒增强铝基复合材料沉积层表面形成沉积铝合金层； 4)将坩祸A中的颗粒增强铝基复合材料熔体导入步骤3中形成沉积铝合金层的喷射沉积装置中，并对形成沉积铝合金层进行喷射沉积，并在收集盘的铝合金沉积层表面形成颗粒增强铝基复合材料沉积层； 5)将步骤4中收集盘上的沉积坯全部取下，然后进行热乳； 6)将步骤5中热压后的夹层板进行固溶-时效处理。3.根据权利要求2所述的一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，其特征在于，所述步骤2与步骤1的时间间隔为l_5s。4.根据权利要求2所述的一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，其特征在于，所述步骤2颗粒增强铝基复合材料沉积层厚度为10-30mm。5.根据权利要求2所述的一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，其特征在于，所述步骤3与步骤2的时间间隔为l-5s。6.根据权利要求2所述的一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，其特征在于，所述步骤3招合金料沉积层厚度为10-30_。7.根据权利要求2所述的一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，其特征在于，所述步骤4与所述步骤3的时间间隔为l-5s。8.根据权利要求2所述的一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，其特征在于，所述步骤4中招合金沉积层厚度为10-30_。9.根据权利要求2所述的一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，其特征在于，步骤5所述沉积坯加热温度400-450°C，保温时间2-4h。10.根据权利要求2所述的一种铝基复合材料-铝合金夹层板的制备方法，其特征在于，步骤5所述乳制压下量为15-45mm。
【专利摘要】本发明公开了一种铝基复合材料-铝合金夹层板制备方法，该发明采用喷射沉积工艺，先制备铝基复合材料/铝合金沉积坯，然后进行轧制，实现材料的致密化，然后经过固溶-时效处理，实现铝基复合材料-铝合金夹层板制备。在面层中，增强颗粒在基体中分布均匀，具有良好的硬度和耐磨性，在芯层中，铝合金晶粒细小、组织均匀，具有良好的韧性，同时面层与芯层结合良好。这种制备方法工艺简单，适合规模化工业生产，制备的夹层板具有良好的综合性能，可以广泛应用于机械装备、航空航天、武器装备等领域。
【IPC分类】B22F7/02, B22F3/115, B22F3/24
【公开号】CN105458263
【申请号】CN201510932717
【发明人】吴浩
【申请人】安徽相邦复合材料有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月10日