[发明专利]用于制造方法的高强度铝合金的纳米处理

说明书

金属基体纳米复合材料，包括：(1)包括铝合金的基体；和(2)分散在所述基体中的纳米结构，其中所述基体包括具有约3或更小的纵横比的晶粒。制造方法包括使所述纳米复合材料经受凝固加工、熔焊、挤出、触变铸造、增材制造和热处理。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年10月26日提交的美国临时申请号62/751,468的权益，其内容通过引用全部并入本文。

技术领域

本公开内容整体上涉及纳米技术处理的(或纳米处理的)铝(Al)合金和这样的纳米处理的Al合金的制造方法。

背景技术

AA7075和7xxx系列(或7000系列)的其它Al合金以及2xxx系列(或2000系列)、6xxx系列(或6000系列)和8xxx系列(或8000系列)的Al合金，由于它们的超高比强度和低密度，是航空和汽车工业的期望材料。然而，这些Al合金是热裂纹敏感的并易于枝状晶粒生长，这限制使用这样合金的一些制造方法或致使使用这样合金的一些制造方法不实用。

在这个背景下，需要开发本文描述的实施方案。

概述

在一些实施方案中，金属基体纳米复合材料包括：(1)包括铝合金的基体；和(2)分散在基体中的纳米结构，其中该基体包括具有约3或更小的纵横比的晶粒。

在额外的实施方案中，制造方法包括：(1)提供任何前述实施方案的纳米复合材料；和(2)使纳米复合材料经受凝固加工以形成金属零件。

在额外的实施方案中，制造方法包括：(1)提供任何前述实施方案的纳米复合材料作为填料材料；(2)将填料材料置于待焊接在一起的铝合金金属零件之间；和(3)使金属零件与其间的填料材料经受熔焊。

在额外的实施方案中，制造方法包括：(1)提供任何前述实施方案的纳米复合材料作为第一金属零件；和(2)使第一金属零件和铝合金第二金属零件经受熔焊。

在额外的实施方案中，制造方法包括：(1)提供任何前述实施方案的纳米复合材料；和(2)使纳米复合材料经受挤出以形成金属零件。

在额外的实施方案中，制造方法包括：(1)提供任何前述实施方案的纳米复合材料；和(2)使纳米复合材料经受触变铸造(thixocasting)以形成金属零件。

在额外的实施方案中，制造方法包括：(1)提供任何前述实施方案的纳米复合材料；和(2)使用纳米复合材料作为原料进行增材制造以形成金属零件。

在额外的实施方案中，制造方法包括：(1)提供任何前述实施方案的纳米复合材料；和(2)使纳米复合材料经受热处理以形成金属零件。

还考虑了本公开内容的其它方面和实施方案。前述概述和以下详细描述不意图将本公开内容限制为任何特定实施方案而仅意在描述本公开内容的一些实施方案。

附图简要描述

为了更好地理解本公开内容的一些实施方案的本质和目的，应结合附图参考以下详细描述：

图1：AA7075的气体保护钨极电弧焊。a)使用三种不同类型的填料材料电弧焊接两个约152.4mm×约76.2mm×约3.175mm的AA7075片材。b)和c)分别使用对照填料材料即AA7075和ER5356进行的焊接中焊缝熔化区的宏观凝固裂纹。d)使用AA7075+约1.7体积％TiC作为填料材料，焊接产生均匀的焊缝而没有开裂迹象。