[发明专利]一种制备超细晶铝合金及其复合材料的方法

权利要求书

1.一种制备超细晶铝合金及其复合材料的方法，其特征在于包括如下步骤：首先将铝合金或者铝基复合材料制备成板材，然后将板材与一定厚度的相同材质的块体材料贴合，采用摩擦加热部件在压力作用下对板材进行加热，将板材与上述块体材料加热到指定温度，随后在板材与块体材料之间引入旋转的搅拌杆，摩擦加热部件与搅拌杆一起从板材一端向另一端移动，边施压边搅拌，直至搅拌杆移出材料；然后在上述板材的大平面上贴合上另一块相同材质的板材，重复上述过程实现连接，如此不断连接上新的板材，直到达到要求的厚度，去除最初的块体材料部分即得到块体细晶材料。

2.如权利要求1所述的一种制备超细晶铝合金及其复合材料的方法，其特征在于：所述的板材，是指厚度为3~6mm、宽度为50~160mm的铝合金或者颗粒增强铝基复合材料板材。

3.如权利要求1所述的一种制备超细晶铝合金及其复合材料的方法，其特征在于：所述的一定厚度的相同材质的块体材料，是指厚度为5~10mm，长度、宽度及材质与板材相同的铝合金或者颗粒增强铝基复合材料。

4.如权利要求1所述的一种制备超细晶铝合金及其复合材料的方法，其特征在于：所述的摩擦加热部件，是指由5~8个可旋转的摩擦头组成的摩擦加热部件，摩擦头与板材贴合的一面做成目前搅拌摩擦加工轴肩常见的多道同心凸起圆环状，摩擦头的直径为9~18mm，相邻摩擦头之间相距1~2mm，板材越宽摩擦头个数越多。

5.如权利要求1所述的一种制备超细晶铝合金及其复合材料的方法，其特征在于：所述的压力作用，是指将摩擦加热部件以0.5~5.0MPa的压应力贴合指定在板材的表面。

6.如权利要求1所述的一种制备超细晶铝合金及其复合材料的方法，其特征在于：所述的加热到指定温度，是指通过摩擦加热部件对板材加热，并通过板材对块体材料进行加热，加热温度为0.8~0.9T_m，其中T_m为板材的熔点，单位是K。

7.如权利要求1所述的一种制备超细晶铝合金及其复合材料的方法，其特征在于：所述的搅拌杆，是指直径4~8mm，带有标准螺纹的高速钢圆柱杆，搅拌杆的长度与板材的宽度相等，长度越长，直径越大。

8.如权利要求1所述的一种制备超细晶铝合金及其复合材料的方法，其特征在于：所述的保温挡板，是指直径为8~15mm、厚度为10~15mm的由耐热保温材料制作的挡板，两侧的保温挡板与搅拌杆做成一体，搅拌杆与保温挡板居中连接。

9.如权利要求1所述的一种制备超细晶铝合金及其复合材料的方法，其特征在于：所述的摩擦加热部件与搅拌杆一起从板材一端向另一端移动，是指摩擦加热部件在前，搅拌杆在后，摩擦加热部件沿板材宽度方向的对称中心线与搅拌杆中轴线水平距离相距5~10mm，以30~80mm/min的相同移动速度一起从板材一端向另一端移动。

10.如权利要求1所述的一种制备超细晶铝合金及其复合材料的方法，其特征在于：所述的边施压边搅拌，是指搅拌杆紧跟摩擦加热部件，并由摩擦加热部件对板材表面施加0.5~5.0MPa的压应力，施加的压力应与摩擦加热部件对板材加热时施加的压力相等，搅拌杆的旋转速度为800~1200rpm。