[发明专利]一种高强度铝基材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金材料技术领域，具体涉及一种高强度铝基材料的制备方法。

背景技术

随着时代的发展，铝基材料已经成为重要的结构材料，其使用量已成为衡量一个国家工业化水平的重要标志，因为轻合金结构材料的广泛应用意味着机械设备的高功能化、轻型化、高速化和节能化。

铝基材料是目前应用量最大，它以其高比强度和高比刚度在结构材料中占据着重要的地位。随着我国现代工业的发展，一些领域对所使用的铝合金性能指标要求越来越高，同时对高性能铝合金的需求量也逐渐增大。我国在铝基材料研究方面虽然取得了很大的进展，但由于技术手段和设备等方面的原因，水平与国外相比仍有很大的差距。对于高强铝基材料领域，国产的强度只能达到530MPa左右，布氏硬度达130HB, 而美国进口的强度高达575MPa，布氏硬度达150HB。于是我国在包括航空航天、军事装备、高速列车和汽车等许多关键领域大多使用的是进口高强铝基材料。

高强度铝基材料广泛应用于航天、轮船、高铁客车、汽车、医疗器械、军事装备等重要领域。特别是行走机械的高速化和节能化需求，材料的轻质化和高性能化日益重要。铝合金的发展趋势是提高材料的强度、硬度、刚性等力学性能及耐蚀性和高温强度。

高强度铝基材料零部件的近终型制造具有节省材料和加工成本的特点，已成为目前国内外产业的主流。多采用重力铸造、压力铸造和压力模锻生产技术。铸造产品的优点是成本低、可以获得复杂形状和良好表面的产品，但致密度较低，性能差。压力模锻可以在一定程度上提高部件的致密性和力学性能，但目前产品的强度在350MPa以下。

目前国内外生产的铝合金零部件均采用适合铸造或锻造的牌号铝合金原料，合金的强度是通过沉淀强化实现的，在高温下由于过时效材料强度显著降低，150度下的强度只有室温的一半，而且随时间的加长材料的力学性能持续降低并伴随永久性形变，很难满足高强度高精度部件的需要。采用半固态流变或触变技术虽可以提高力学性能，但高温性能仍不理想。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种高强度铝基材料的制备方法，能够解决上述问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种高强度铝基材料的制备方法，按照下述步骤依次进行：

步骤一：将一定质量份数的稀土氧化物、铝粉及合金元素粉末依次放入到高能振磨装置进行合成复合粉末；

步骤二：将所制得的复合粉末进行预热，达到一定的预热温度，进行保温；

步骤三：向高能振磨装置内注入一定量的压力，加压速度按照一定的速度匀速进行；

步骤四：加压后进行冷却，即可得到高强度铝基材料。

优选的，步骤一中稀土氧化物的质量份数为5份，铝粉的质量份数为95份，合金元素粉末的质量份数为3份。

优选的，步骤一中所述的合金元素粉末包括镁、锌、铜、镉、锰、钴。

优选的，步骤二中所述的一定的预热温度为75℃。

优选的，步骤三中的所述的一定量的压力为2MPa，所述的一定的速度为0.2MPa/min。

本发明的有益效果是：

本发明的工艺制备过程相较于传统工艺来说，制备方法更加简单，生产效率更高，更节能。本发明制得的高强度铝基材料抗拉强度（室温）达到600MPa以上，材料硬度可达到150HB以上，达到国际先进水平，填补了国内高强度铝基材料的空白，社会效益十分明显。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明所述的一种高强度铝基材料的制备方法，按照下列步骤依次进行：

步骤一：将稀土氧化物的质量份数为5份，铝粉的质量份数为95份，合金元素粉末的质量份数为3份依次放入到高能振磨装置进行合成复合粉末；

步骤二：将所制得的复合粉末进行预热，达到的预热温度为75℃，进行保温；

步骤三：向高能振磨装置内注入2MPa的压力，加压速度按照0.2MPa/min的速度匀速进行；

步骤四：加压后进行冷却，即可得到高强度铝基材料。

步骤一中所述的合金元素粉末包括镁、锌、铜、镉、锰、钴。

本发明的工艺制备过程相较于传统工艺来说，制备方法更加简单，生产效率更高，更节能。本发明制得的高强度铝基材料抗拉强度（室温）达到600MPa以上，材料硬度可达到150HB以上，达到国际先进水平，填补了国内高强度铝基材料的空白，社会效益十分明显。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。