[发明专利]一种大尺寸金属铝化物曲面薄壁构件制备方法

权利要求书

1.一种大尺寸金属铝化物曲面薄壁构件制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a）根据要制备的金属铝化物AxBy，确定原料纯金属板A 和B的厚度比、厚度与层数；A板、B板原始厚度为0.2～1mm，宽幅＞1m；A板为Ni或Ti，B板为Al；

b）将表面预处理后的A板和B板交替叠放进行热压预复合，得A/B叠层热压预复合板；c）将A/B叠层热压预复合板轧制，使其厚度减薄至设定厚度，获得A/B微叠层复合板；所述轧制是单道次轧制压下量为10～80%，轧制速率为0.1～0.3m/s，各道次轧制间对A/B叠层热压预复合板进行退火处理，退火温度为600～640℃，退火时间为10～30min；

d）将A/B微叠层复合板进行加热气压成形，使其充分贴模成形；

e）原位一级反应扩散：将贴模成形后的A/B微叠层复合板继续于600～650℃，气体压力10～50MPa下保温保压1～6h，使构件中的Al元素充分扩散至其余成分中；

f）原位二级反应合成：在1100-1200℃，气体压力10～50MPa下保温保压1-2h，使A/B微叠层复合板充分反应生成AxBy，从而获得AxBy金属铝化物曲面薄壁构件。

2.根据权利要求1所述的一种大尺寸金属铝化物曲面薄壁构件制备方法，其特征在于，根据金属铝化物AxBy中A原子与B原子的原子个数比x:y来确定纯金属板A板、B板的厚度比；A板、B板层数根据其原始厚度和A/B微叠层复合板的设定厚度确定；A/B微叠层复合板的设定厚度根据曲面薄壁构件的设计厚度确定。

3.根据权利要求2所述的一种大尺寸金属铝化物曲面薄壁构件制备方法，其特征在于，金属铝化物AxBy制备所采用的原始板材的厚度比由式确定，其中M，ρ分别为摩尔质量与密度。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种大尺寸金属铝化物曲面薄壁构件制备方法，其特征在于，最终所制得曲面薄壁构件的材料类型为单相AB或单相A₃B或A、A₃B、AB中两者或三者的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种大尺寸金属铝化物曲面薄壁构件制备方法，其特征在于，所述的表面预处理是将A板和B板先采用有机溶剂擦洗，再将A板、B板酸洗，以去除表面氧化皮。

6.根据权利要求1所述的一种大尺寸金属铝化物曲面薄壁构件制备方法，其特征在于，所述热压预复合是将交替叠放的A板和B板置于真空热压烧结炉中热压预复合，热压温度为600～650℃，压力为10～50MPa，热压时间为10～30min，真空度为1×10^-1～1×10^-3 Pa，后随炉冷却至室温取出。

7.根据权利要求1所述的一种大尺寸金属铝化物曲面薄壁构件制备方法，其特征在于，所述加热气压成形是将获得的A/B微叠层复合板置于配有加热炉的气压成形模具中，合模后加热至500～630℃，向模腔内充入惰性气体进行气压成形，成形压力根据A/B复合板厚度、屈服强度及所成形构件形状尺寸测算，加压速率为0.1～0.5MPa/min，保压时间为5～30min，使复合板充分贴模成形。

8.根据权利要求1所述的一种大尺寸金属铝化物曲面薄壁构件制备方法，其特征在于，A板、B板经轧制后，A/B微叠层复合板中A组元板厚需减薄至0.02～0.07mm，B组元板厚需减薄至0.02～0.1mm。

9.根据权利要求1所述的一种大尺寸金属铝化物曲面薄壁构件制备方法，其特征在于，A/B微叠层复合板进行加热气压成形时，成形压力p大于A/B微叠层复合板贴模前最高点屈服时的等效应力，由公式进行估算，其中为曲面薄壁构件的最大半径、为A/B微叠层复合板厚度，h为曲面薄壁构件的最大高度。