[发明专利]一种高强韧化金属基复合材料的粉末冶金制备方法

权利要求书

1.一种高强韧化金属基复合材料的粉末冶金制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

(1)将金属粉末与部分增强相的混合粉末进行球磨处理；至金属粉末中的晶粒全部达到超细晶之前停止球磨，停止球磨时，金属粉末中的晶粒50％以上为微米级晶粒，如存在超细晶，其尺寸不小于150nm；

(2)向经步骤(1)球磨后的粉末中分一次或分多次加入剩余的增强相，继续球磨，至增强相团聚消失后停止球磨；

(3)将经步骤(2)球磨后的粉末采用粉末冶金烧结工艺处理并塑性加工后，即获得所述高强韧化金属基复合材料；

所述复合材料中，当使用的增强相为尺寸≥300nm的颗粒时，增强相体积含量为15～30％；当使用的增强相为尺寸小于300nm的颗粒时，增强相体积含量为2～10％；当使用的增强相为碳纳米管或石墨烯时，增强相体积含量为2～10％；

步骤(1)中，所添加的部分增强相占全部增强相的10～30％；球磨过程中，转速为50～250rpm/min，球料重量比为(10～30)：1。

2.根据权利要求1所述的高强韧化金属基复合材料的粉末冶金制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述金属粉末为Al、Al合金、Cu、Cu合金、Ni、Ni基合金、Fe或Fe基合金。

3.根据权利要求1所述的高强韧化金属基复合材料的粉末冶金制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述增强相为SiC、Al₂O₃、B₄C、TiB₂、TiC、TiAl、Ti₃SiC₂、WC、AlN、ZrC、VC、碳纳米管和石墨烯中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的高强韧化金属基复合材料的粉末冶金制备方法，其特征在于：步骤(2)中，添加剩余增强相时，通过1～10次添加完毕；步骤(2)球磨过程中，转速为50～400转/分，球料重量比为10:1～30:1。

5.根据权利要求1所述的高强韧化金属基复合材料的粉末冶金制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述粉末冶金烧结工艺为气氛或真空条件下的热压烧结、冷等静压、热等静压、挤压或放电离子束烧结，烧结温度高于球磨中使用过程控制剂的分解温度。

6.根据权利要求1所述的高强韧化金属基复合材料的粉末冶金制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述塑性加工为锻压、轧制或挤压中的一种或几种，以满足后期材料尺寸、形状和性能需求。