[发明专利]一种铝基复合材料锻压件及其制备方法

说明书

本发明涉及金属材料锻压技术领域，具体涉及一种铝基复合材料锻压件及其制备方法。本发明采用三种不同粒径的铝合金粉与碳化硅粉搭配使用，能够更好地实现碳化硅粉在铝基复合材料中的均匀分布，最大程度上提高增强效果，使铝基复合材料具有较高的致密度，以此为坯料进行锻压，能够使所得铝基复合材料锻压件表面光滑、无开裂，且具有优异的力学性能。实施例的结果表明，本发明提供的铝基复合材料的相对密度达99％，以此为坯料进行锻压后所得铝基复合材料锻压件表面光滑、无开裂，且抗拉强度为342～362MPa，屈服强度为314～347MPa，延伸率为6.86～8.40％。

技术领域

本发明涉及金属材料锻压技术领域，具体涉及一种铝基复合材料锻压件及其制备方法。

背景技术

铝基复合材料是随着汽车领域对材料的高强度、高弹性模量的要求而出现的，其特点在于通过颗粒增强基体合金，产生界面吸收能量，阻碍裂纹的扩展，提高材料的弹性模量和强度。SiC/6061铝基复合材料就是其中的一种，SiC能够使复合材料的室温强度达到350MPa。随着人们对汽车轻量化要求的提高，通过选材减重不容忽视，汽车锻压零部件材料备受关注。

目前汽车轮毂采用的是铸造铝合金，铸造铝合金轮毂室温下具有较高的强度、刚度和动态稳定性，但是壁厚较厚、重量大。伴随着铝基复合材料的研制，其强度、刚度和动态稳定性满足汽车轮毂等锻压件的使用要求，与铸造铝合金相比可减少近三分之一的重量，对实现汽车轻量化、高性能具有重要的意义。然而采用粉末冶金方式制备的颗粒增强铝基复合材料由于添加了微米级碳化硅粉，其屈服和抗拉强度均上升，但延伸率不足，锻压工艺区间窄，在锻压过程中容易产生局部挤压破碎开裂，限制其推广及应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝基复合材料锻压件及其制备方法，本发明提供的铝基复合材料锻压件表面光滑、无开裂，且具有优异的力学性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种铝基复合材料锻压件，由铝基复合材料经锻压而成，所述铝基复合材料由包括铝合金粉、碳化硅粉和烧结助剂的制备原料依次经球磨、冷等静压成型和真空无压烧结制备得到；

所述铝合金粉包括铝合金超细粉、铝合金细粉和铝合金粗粉，所述铝合金超细粉的D50为1～5μm，铝合金细粉的D50为8～12μm，铝合金粗粉的D50为20～60μm；所述铝合金超细粉、铝合金细粉和铝合金粗粉的质量比为(60～80)：(7～15)：(7～15)；

所述碳化硅粉的D50为0.4～20μm，添加量为所述铝合金粉质量的5～15％；

所述烧结助剂的添加量为所述铝合金粉质量的0.05～0.2％。

优选地，所述碳化硅粉包括碳化硅超细粉、碳化硅细粉和碳化硅粗粉，所述碳化硅超细粉的D506μm，碳化硅细粉的D50为6～12μm，碳化硅粗粉的D5012μm。

优选地，以所述碳化硅粉的质量为100％计，所述碳化硅超细粉的质量含量为0～50％，所述碳化硅细粉的质量含量为50～100％，所述碳化硅粗粉的质量含量为0～20％。

优选地，所述烧结助剂包括Zn粉、SnCu合金粉和AlZn合金粉中的一种或两种。

优选地，所述铝基复合材料的相对密度为97～99％。

本发明提供了上述技术方案所述铝基复合材料锻压件的制备方法，包括以下步骤：

将铝基复合材料进行锻压，得到铝基复合材料锻压件。

优选地，所述锻压包括依次进行的预锻压和终锻压。