[发明专利]一种高体积分数颗粒增强金属基复合材料大塑性变形的方法

权利要求书

1.一种高体积分数颗粒增强金属基复合材料大塑性变形的方法，其特征在于它包括以下步骤：

一、零件、原料加工：加工圆柱状复合材料坯料和金属包套；

二、加热前准备：将复合材料坯料、压头、模具和包套涂上润滑剂；

三、加热、保温：将复合材料坯料、包套预热至基体合金固相线的正负100℃内，保温0.5h～3h，模具和压头保温温度为复合材料坯料预热温度或低于预热温度的100℃以内；

四、加压变形：将步骤三中预热好的复合材料坯料及包套置于模具中，保证压头直径大于复合材料直径，小于模具内径，压头借助压力机以5mm/min～20mm/min的速率加压使坯料和包套变形；

五、取料：将变形后的坯料和包套从模具中取出，去掉包套，得到复合材料变形致密化之后的坯料，即完成高体积分数颗粒增强金属基复合材料大塑性变形。

2.根据权利要求1所述的一种高体积分数颗粒增强金属基复合材料大塑性变形的方法，其特征在于所述的复合材料坯料中颗粒的体积分数为30%～65%，颗粒为陶瓷颗粒，复合材料坯料中基体合金为铝及其铝合金或镁及其镁合金。

3.根据权利要求2所述的一种高体积分数颗粒增强金属基复合材料大塑性变形的方法，其特征在于所述的复合材料坯料中颗粒为金属氧化物、金属碳化物、金属氮化物或金属硼化物。

4.根据权利要求3所述的一种高体积分数颗粒增强金属基复合材料大塑性变形的方法，其特征在于所述的复合材料坯料中颗粒为SiC、Al₂O₃、AlN、B₄C或TiB₂陶瓷颗粒。

5.根据权利要求1所述的一种高体积分数颗粒增强金属基复合材料大塑性变形的方法，其特征在于所述的步骤一至五的操作是通过约束形变器完成的，所述的约束形变器由上压头（1）、模具（2）、约束包套（3）、复合材料坯料（4）和下压头（5）构成，其中上压头（1）和下压头（5）分别位于约束包套（3）和复合材料坯料（4）的上部和下部，复合材料坯料（4）位于约束包套（3）内，约束包套（3）位于模具（2）内。

6.根据权利要求1所述的一种高体积分数颗粒增强金属基复合材料大塑性变形的方法，其特征在于步骤一中所述的包套材质为高温变形抗力为复合材料坯料20%～30%的塑性良好的金属材料。

7.根据权利要求6所述的一种高体积分数颗粒增强金属基复合材料大塑性变形的方法，其特征在于所述的包套材质为铝、铝合金、铜或铜合金。

8.根据权利要求1所述的一种高体积分数颗粒增强金属基复合材料大塑性变形的方法，其特征在于步骤二中所述的压头与模具之间的间隙为1mm～5mm。

9.根据权利要求1所述的一种高体积分数颗粒增强金属基复合材料大塑性变形的方法，其特征在于步骤四中所述的加压变形：将步骤三中预热好的复合材料坯料及包套置于模具中，保证压头直径大于复合材料直径，小于模具内径，并使包套处于反挤压状态，复合材料坯料处于三向压应力状态，轴向压力大于周向压力，压头借助压力机以5mm/min～20mm/min的速率加压使坯料和包套变形。