[发明专利]一种含Si/Ge的高性能粉末冶金Al-Cu-Mg合金及其制备方法

权利要求书

1.一种含Si/Ge的高性能粉末冶金Al-Cu-Mg合金，其特征在于：所述Si/Ge及其金属间化合物分布于Al-Cu-Mg合金基体中；(Si+Ge)的质量占粉末冶金Al-Cu-Mg合金总质量的0.001-2％。

2.根据权利要求1所述的一种含Si/Ge的高性能粉末冶金Al-Cu-Mg合金，其特征在于：所述Al-Cu-Mg合金基体以质量百分比计，包括下述组分：

Cu：0.5％-5％；

Mg：1％-4.9％；

Mn：0.02％-1.0％；

Al：余量。

3.根据权利要求1所述的一种含Si/Ge的高性能粉末冶金Al-Cu-Mg合金，其特征在于：Si、Ge为纯Si粉和纯Ge粉，其纯度在99.9％以上。

4.根据权利要求1所述的一种含Si/Ge的高性能粉末冶金Al-Cu-Mg合金，其特征在于：Al-Cu-Mg合金中，Ge含量为0.5wt.％、Si含量为0.75wt.％。

5.一种制备如权利要求1-4任意一项含Si/Ge的高性能粉末冶金Al-Cu-Mg合金的方法，其特征在于包括下述步骤：

步骤一

依照设计组分选取Al-Cu-Mg合金粉末、Si/Ge粉混合均匀后得到备用料；

步骤二

通过压制的方式，将备用料压制成压坯；

步骤三

在保护气氛下，对步骤二所得压坯进行烧结，得到含Si/Ge的粉末冶金Al-Cu-Mg合金；所述烧结温度为550-650℃。

步骤四

将步骤三所得含Si/Ge的粉末冶金Al-Cu-Mg合金放入热处理炉中；在保护气氛或空气气氛下；升温至475-500℃保温60-120min，得到固溶处理后的样件；将固溶处理后的样件快速淬如20-80℃的淬火介质中，保温0-5min；得到淬火后的样件；将固溶样件从热处理炉中转入淬火介质中的时间不得超过10s；

步骤五

在保护气氛或空气气氛下，将淬火后的样件再次放入热处理炉中进行时效处理，时效温度：180-200℃，时效时间：5-30h，之后样品随炉冷或空冷至室温，得到成品。

6.根据权利要求5所述的一种含Si/Ge的高性能粉末冶金Al-Cu-Mg合金的制备方法，其特征在于：各原料以粉末态配取；Al-Cu-Mg合金粉粒径为10-80μm，球形度大于85％；Si/Ge粉为球磨后制得的不规则粉末，粒径为400nm-5μm

将各原料粉末按照要求配取并置于气氛保护的球磨罐中，后置于相应的三维混料机或者V型混料机中，以20-40r/min的转速，混料时间180-720min，球料比5:1-10:1；得到混合均匀的备用料。

7.根据权利要求5所述的一种含Si/Ge的高性能粉末冶金Al-Cu-Mg合金的制备方法，步骤二中，压制时，控制成形压力为150-400MPa，保压时间为5-20s。

8.根据权利要求5所述的一种含Si/Ge的高性能粉末冶金Al-Cu-Mg合金的制备方法，步骤三中，在保护气氛下，首先采用5-15℃/min的升温速率升温至280-320℃，保温5-20min，然后以5-15℃/min的升温速率升温至550-650℃，保温90-180min，保温过程中加载0.1-20MPa压力；保温完成后以5-15℃/min的降温速率将温度降至280-320℃保温，保温后随炉冷却至室温；得到含Si/Ge的粉末冶金Al-Cu-Mg合金。

9.根据权利要求5所述的一种含Si/Ge的高性能粉末冶金Al-Cu-Mg合金的制备方法，步骤三中，所述保护气氛为真空气氛，所述真空气氛的真空度为1×10-2～1×10-4Pa。

10.根据权利要求5所述的一种含Si/Ge的高性能粉末冶金Al-Cu-Mg合金的制备方法，步骤四中，对于样件厚度小于10mm的样件，淬火介质可为水或淬火油，厚度大于10mm的样件淬火介质为淬火油。