本发明属于合金复合材料,尤其涉及一种铍铝合金复合材料的制备方法。
背景技术:
1、铍铝合金集中了铍、铝两种金属的优点,结合了铍的刚性和铝的韧性,具有质量轻、比强度高、比刚度高、热稳定性好、高韧性、高模量、抗腐蚀等特点,是一种重要的新型结构材料。铍铝合金还具有优异的热性能和光性能,在航空航天电子设备和在高波模频率设备得到了广泛的应用。同时,在计算机制造业、汽车工业及高精度、高速度电焊机器制造业等民用领域铍铝合金具有非常强的竞争力,也得到了广泛应用。
2、铍铝合金常用的制备方法有:熔模铸造和热等静压等。熔模铸造法制备的合金性能较差,由于材料性能和工艺决定铸件不可避免的存在缩松、缩孔,热烈等铸造缺陷,影响产品性能。热等静压方法的工艺流程长,生产效率低,粉末高温烧结时间长,晶粒粗大,受粉末表面易吸氧影响,晶粒间杂质较多,晶界形成杂质相。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种铍铝合金复合材料的制备方法,该制备方法能够抑制铍铝合金颗粒的长大,晶粒细小均匀,界面结合强度高,性能好,且加热均匀,升温速度快,烧结温度低,烧结时间短,生产效率高。
2、为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案实现:
3、一种铍铝合金复合材料的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
4、一种铍铝合金复合材料的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
5、步骤s1、将平均粒度小于18μm的铍粉和平均粒度小于48μm的铝粉按照56~66%和34~44%的质量百分数混合均匀后装入模具中;
6、步骤s2、将装有混合粉末的模具放入烧结炉中后,进行真空升压式活化烧结,得到铍铝烧结锭;
7、所述真空升压式活化烧结的工艺过程为:在6.0*10-2~7.0*10-2pa的真空度下,施加1.2~4.4mpa的升温压力,施加交流和直流混合的脉冲电流,在58~92℃/min的升温速度下,升温至520~580℃后,在22~28mpa的烧结压力,保持4~9min,随炉冷却至80~120℃后出炉;
8、步骤s3、对所述铍铝烧结锭依次进行去皮和机械加工成形。
9、进一步的,在所述步骤s1中,所述铍粉和铝粉的质量百分数分别为58~62%和38~42%。
10、进一步的,在所述步骤s1中,所述铍粉的平均粒度为7~16μm,所述铝粉的平均粒度为20~44μm。
11、进一步的,在所述步骤s1中,所述混合的时间为12~14小时。
12、进一步的,在所述步骤s2中,所述施加交流和直流混合的脉冲电流的工艺过程为:在254~394a的脉冲电流下,每间隔0.6~1.4s,放电30~50ms,直至持续放电27~32s为止。
13、进一步的,在所述步骤s2中,所述脉冲电流包括16~24%的交流电流和76~84%的直流电流。
14、进一步的,在所述步骤s2中,所述脉冲电流为310~340a;
15、所述升温速度为68~84℃/min。
16、进一步的,在所述步骤s2中,所述升温压力为2.6~3.3mpa;所述升温速度为73~79℃/min。
17、进一步的,在所述步骤s2中,所述烧结炉包括电火花烧结炉和等离子烧结炉。
18、综上,本发明的技术方案的有益技术效果:
19、本发明采用交流和直流的混合施加脉冲电流方式和升压式活化烧结制备铍铝合金,由于有效脉冲等离子的活化作用,有效利用了颗粒间的自发热作用和表面活化作用,实现了低温、快速的烧结,抑制了晶粒的长大,实现了快速致密化,大大缩短了烧结时间,并节省了能源;本发明采用交流和直流的混合施加脉冲电流,利用脉冲放电产生的放电冲击波产生的局部高温,使表面局部融化,表面物质脱落,清除了粉末颗粒表面杂质和吸附气体,使得铍粉表面吸附的气体逸散粉末表面得到净化和活化,降低了金属原子的扩散自由能,提高了界面结合强度;本发明加热均匀,升温速度快,烧结温度低,烧结时间短,生产效率高,抑制了铍铝合金复合材料颗粒的长大,铍铝合金复合材料的晶粒细小均匀,界面结合强度高,铍铝合金复合材料性能好;本发明平均5-10小时可完成一炉实验,而常规的热等静压需要120小时以上。
1.一种铍铝合金复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在所述步骤s1中,所述铍粉和铝粉的质量百分数分别为58~62%和38~42%。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,在所述步骤s1中,所述铍粉的平均粒度为7~16μm,所述铝粉的平均粒度为20~44μm。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的制备方法,其特征在于,在所述步骤s1中,所述混合的时间为12~14小时。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,在所述步骤s2中,所述施加交流和直流混合的脉冲电流的工艺过程为:在254~394a的脉冲电流下,每间隔0.6~1.4s,放电30~50ms,直至持续放电27~32s为止。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,在所述步骤s2中,所述脉冲电流包括16~24%的交流电流和76~84%的直流电流。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,在所述步骤s2中,所述脉冲电流为310~340a;
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,在所述步骤s2中,所述升温压力为2.6~3.3mpa;所述升温速度为73~79℃/min。
9.根据权利要求1~3中任意一项所述的制备方法,其特征在于,在所述步骤s2中,所述烧结炉包括电火花烧结炉和等离子烧结炉。