[发明专利]耐高温铝基复合材料板材的制备工艺

说明书

本发明公开了一种耐高温铝基复合材料板材的制备工艺。本发明步骤包括：(1)在坩埚中熔化工业纯铝锭，将KBF₄、K₂TiF₆按一定比例混合加入铝熔体中，进行机械搅拌原位生成TiB₂颗粒，除渣，加入合金元素，精炼。(2)将精炼后的铝基复合材料铸坯在460℃～520℃下均匀化退火2～30小时，使退火后的铝基复合材料铸坯内外温度均匀保持在360℃～460℃，进行3～10道次热轧得到板材。(3)将板材在460℃～470℃时进行1～5小时固溶处理，水淬，再在120℃～140℃下进行12～48小时时效热处理，降温至室温得到最终板材成品。本发明制备的铝基复合材料板材具有良好的高温力学性能。

技术领域

本发明属于铝合金板材技术领域，具体涉及一种耐高温铝基复合材料板材的制备工艺。

背景技术

铝合金具有轻质，高比强度，高热导率等优良性能，在航天、航空、国防、交通运输业等领域应用极其广泛，尤其在轻量化中的应用。但是随着制造业的飞速发展，各领域对铝合金高综合性能提出了更高的要求，尤其需兼具优良高温力学性能、耐磨性等等。传统的铝合金板材在高温下易失效，已难以满足当今市场对高温下高力学性能铝合金的性能要求。

发明内容

针对现有铝合金板材高温力学性能不佳等问题，本发明的目的是提供一种可以有效提高铝合金高温力学性能且在工作温度区间尺寸稳定性好的耐高温铝基复合材料板材的制备工艺。

为了实现上述目的，根据本发明一方面，本发明采用的技术方案如下：

一种耐高温铝基复合材料板材的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：

(1)原位自生陶瓷颗粒：在坩埚中熔化工业纯铝锭，温度升至800～900℃将KBF₄、K₂TiF₆按一定比例混合加入铝熔体中，进行机械搅拌原位自生TiB2颗粒，降温到700～780℃，除残渣；

(2)合金化熔炼：将步骤(1)得到的铝液按质量百分数计，Zn 5％～8％，Cu 0.5％～2.0％,Mg 1.0～3％，Zr≤0.3％，Cr≤0.3％，TiB₂颗粒0.1％～25％，余量为Al，得到铝基复合材料熔液；

(3)浇铸：将步骤(2)得到的铝基复合材料熔液在温度700～780℃除气精炼，浇注成铸坯；

(4)均匀化：将步骤(3)得到的铝基复合材料铸坯在460℃～520℃下均匀化退火2～30小时；

(5)热轧：将步骤(4)退火后的铝基复合材料铸坯内外温度均匀保持在360℃～460℃，进行3～10道次热轧得到铝基复合材料板材；

(6)固溶时效：将步骤(5)得到的铝基复合材料板材在460℃～470℃时进行1～5小时固溶处理，水淬，再在120℃～140℃下进行12～48小时时效热处理，降温至室温得到最终板材成品。

根据本发明另一方面，所述步骤(1)中的KBF₄、K₂TiF₆，质量比为1:0.5～1:3。

根据本发明另一方面，所述步骤(2)中的按质量百分数计，Zn 5％～7.5％，Cu1.2％～2.0％,Mg2％～3％，Zr 0.1％～0.25％，Cr0.1～0.25％，TiB₂颗粒0.1％～25％，余量为Al。

根据本发明另一方面，所述步骤(5)中的每个道次热轧的温度均控制在400℃～460℃。

根据本发明另一方面，所述步骤(5)中热轧的总加工率为70～95％。

根据本发明另一方面，所述步骤(6)中水淬的水温为15～25℃。