[发明专利]一种粉末冶金-轧制制备铝合金/铝基复合材料复合板的方法

说明书

本发明属于金属基复合材料的制造技术领域，具体涉及一种利用粉末冶金和轧制制备铝合金/铝基复合材料复合板的方法。所述方法包括以下步骤：步骤一、制备铝合金粉末、铝基复合材料粉末；步骤二、将铝合金粉末、铝基复合材料粉末、铝合金粉末依次平铺于烧结模具中，随后进行放电等离子烧结，得到铝合金/铝基复合材料块体；步骤三、对步骤二中的铝合金/铝基复合材料块体进行多道次热轧处理，得到铝合金/铝基复合材料复合板材。本发明所制得的铝合金/铝基复合材料的复合板的力学性能较普通铝基复合材料有明显提高，另外该方法制备的复合板材不会有复合界面存在，从而减少界面氧化对复合板材力学性能的影响。

技术领域

本发明属于金属基复合材料的制造技术领域，具体涉及一种粉末冶金-轧制制备铝合金/铝基复合材料复合板的方法。

背景技术

以铝合金为基础组元的复合板是一种常见的、用途非常广泛的金属复合材料。它因铝合金的加入而展现出铝合金的良好成型性、延展性等特点。铝合金基复合板材已广泛应用于航空、航天、机械、建筑、电子等领域。

现有技术中，铝合金基复合板材主要的制备方法为爆炸复合法、扩散复合法、铸轧复合法、轧制复合法。其中轧制复合因经济、高效、可控等因素而成为金属复合板带最常用的制备方法。然而热轧复合板界面结合处易被氧化从而导致复合板结合强度降低并导致复合板的综合力学性能降低。目前研究人员提出了很多工艺方法用以增加复合板的各组元结合性。例如中国专利(CN109647883 B)公开的一种防止轧制金属复合板界面氧化的方法，发明人采用密封方式封堵复合板界面处然后进行热轧制从而提高界面结合性、改善复合板力学性能。但其操作步骤繁杂、工作效率低下使其工业化应用受到限制。

本发明将铝合金粉末和铝基复合材料粉末通过粉末冶金、轧制方式制备成复合板材，这种铝合金/铝基复合材料复合板从根本上避免了界面氧化问题。因此本发明提供了一种以制备金属复合板的新方法。

发明内容

本发明为改善热轧复合板界面结合性，提供了一种具有良好机械性能铝合金/铝基复合材料复合板的新制备方法。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明一方面提供一种粉末冶金-轧制制备铝合金/铝基复合材料复合板的方法，包括以下步骤：

步骤一、制备铝合金粉末、铝基复合材料粉末；

步骤二、将铝合金粉末、铝基复合材料粉末、铝合金粉末依次平铺于烧结模具中，随后进行放电等离子烧结，得到铝合金/铝基复合材料块体；

步骤三、对步骤二中的铝合金/铝基复合材料块体进行多道次热轧处理，得到铝合金/铝基复合材料复合板材。

上述技术方案中，进一步地，所述铝合金粉末为1060铝合金粉末；所述铝基复合材料粉末为1060铝合金粉末与SiC纳米颗粒的混合物。

上述技术方案中，进一步地，所述步骤二中铝合金粉末、铝基复合材料粉末、铝合金粉末在烧结模具中铺平的厚度比为1：2：1或1：1.5：1。

上述技术方案中，进一步地，所述烧结温度范围为530℃～560℃，压强为30～50MPa。

上述技术方案中，进一步地，所述步骤三中多道次热轧处理为：在热处理炉中进行预加热处理，预加热时间为5～15min，温度为300～550℃；加热后的铝合金/铝基复合材料块体在双辊轧机下进行往复轧制，使得多道次轧制每道次变形量为10～15％，总变形量为65～75％。

本发明另一方面提供一种上述制备方法制得的铝合金/铝基复合材料复合板材。

上述技术方案中，进一步地，所述铝合金/铝基复合材料复合板材的叠放顺序为由上至下依次为铝合金-铝基复合材料-铝合金。

本发明与目前已有技术相比，有益效果如下：