[发明专利]一种变形铍铝合金板增塑挤压成形制备方法

说明书

本发明公开了一种变形铍铝合金板增塑挤压成形制备方法，该制备方法的步骤包括：配料‑混炼‑挤压出坯‑脱脂‑轧制,该制备方法解决了铍铝合金板材的比重偏析与成分偏析等问题，解决了铍铝合金微观尺度上的不均匀问题，得到组织致密、性能良好的铍铝合金坯料，并且有利于提高铍铝坯料的后续塑性变形能力。

技术领域

本发明涉及金属材料加工工艺领域，具体是一种变形铍铝合金板增塑挤压成形制备方法。

背景技术

铍铝合金具有质量轻、比强度高、比刚度高、热稳定性好、高韧性、抗腐蚀等特点，结合了铍的低密度与铝的易加工性等优良特点，在航空航天、计算机制造业、汽车工业等领域得到大量应用。

目前，铍铝合金板材生产工艺主要有三种。第一种方法是传统铸锭浇注和轧制变形，将熔融铍铝合金倒入氧化铝坩埚中，冷却后得到固态铸锭，去除表层氧化皮后进行轧制变形得到铍铝合金板材，常规铸造过程中铍铝合金基体中存在明显成分偏析和比重偏析，由于铍和铝互相几乎不互溶，无法通过均匀化热处理消除偏析，专利201510390214.9中提及在熔炼过程中通过电磁场消除成分偏析，但电磁铸造无法消除比重偏析，因此该方法无法从根本上避免粗大树枝晶在铍铝基体中的存在，从而无法明显提高铍铝铸锭的塑性变形能力和加工硬化能力。

第二种方法是采用粉末等静压方法制备坯料(专利201510171665.3)，之后采用挤压成形。该方法先预制粉末，之后冷等静压制坯，再经热等静压成形，最后经挤压进一步提高密度制成板材，该方法制备的铍铝合金虽然无成分偏析和比重偏析，制成的板材也具有较好的各向同性，但是由于等静压本身的技术限制，在制品中易存在残余孔隙，其烧结的理论密度仅为80%~90%左右，并且生产成本较高。

第三种方法为半固态近净成型技术(专利95190242.3)，该技术将铍粉与液态铝混合，产生半固态浆料，原位凝固得到半固态铍铝合金坯料，通过闭模锻造、半固态锻造以及半固态模压进一步成形，由于铍与铝的比重不同，此种方法存在重力分层，从而使得铍与铝不能充分均匀混合以及宏观上的成分不均匀分布梯度。

本发明提到的通过粉末增塑挤压成形是将粉末与一定量的增塑剂混合后在一定温度下挤压成形，然后通过混炼、挤压、脱脂、烧结等工序制成制品的方法，采用此方法制备铍铝合金坯料，相较于其他方法具有以下优点：

(1)与熔炼铸造方法和半固态方法相比，铍粉与铝粉均匀混合，无比重偏析与成分偏析；

(2)与等静压方法相比，本方法能极大提高粉末冶金制品的致密化程度，致密度可达98%，有利于后续塑性变形得到力学性能更高的铍铝板材。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供一种变形铍铝合金板增塑挤压成形制备方法, 解决了铍铝合金板材的比重偏析与成分偏析等问题，得到组织致密、性能良好的铍铝合金坯料，并且有利于提高铍铝坯料的后续塑性变形能力。

技术方案：为了实现以上目的，本发明所述的一种变形铍铝合金板增塑挤压成形制备方法，其特征在于：该制备方法的具体步骤如下：

步骤一：配料

铍粉与铝粉的混合物中，铍的质量百分比为40%~60%，其余为铝，增塑剂为石蜡，铍粉与铝粉的混合物与增塑剂按照30~50:3~8的比例在真空下混合均匀，获得混合原料；

步骤二：混炼

将混合原料在真空混炼造粒机中进行真空混炼，混炼温度为30℃~80℃，混炼时间为20 min ~200 min，混炼后真空混炼造粒机进行造粒，造粒后的粒径为10mm~30mm；

步骤三：挤压出坯