[发明专利]一种含Si/Ge的高性能粉末冶金Al-Cu-Mg合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种新型铝基合金的粉末冶金制备技术，具体涉及一种含Si/Ge的高性能粉末冶金Al‑Cu‑Mg合金及其制备方法。(Si+Ge)的质量占粉末冶金Al‑Cu‑Mg合金总质量的0.001‑2％。其制备方法为：按设计组分配取各原料；混合均匀后得到备用料；通过压制方式，将备用料制成压坯；在保护气氛下，对压坯进行烧结，在经固溶和时效处理后得到得到含Si、Ge的强化粉末冶金Al‑Cu‑Mg合金；所述烧结的温度为550‑650℃。本发明通过添加适当微量的Si、Ge粉末，有效改善铝合金的组织结构，明显提高其力学性能，可进一步拓宽铝合金的应用领域。

技术领域

本发明涉及一种新型铝基合金的粉末冶金制备技术，具体涉及一种含Si/Ge 的高性能粉末冶金Al-Cu-Mg合金及其制备方法。

背景技术

铝合金作为重要的结构材料,在航空、航天、建筑包装、舰船、交通运输等行业应用十分广泛,是因为其具有密度小、强度高、易加工、资源丰富等一系列优点，但随着镁合金、钛合金的快速发展，铝合金材料正面临着空前的挑战。尽管如此,轻质、高强的铝合金仍然是不可替代的结构材料,因此如何应对复合材料带来的材料运用危机,进一步提高铝材料性能己成为当今国际铝业界共同关心的问题。

粉末冶金技术因其具有近净成形、少无切削、组织均匀等特点，在材料制备领域相比其它方法具有无法比拟的特有优势，更加符合当今发展绿色、高性能铝合金的方向，但由于目前粉末制备和烧结技术的限制，造成粉末冶金铝合金的强塑性较低。为了提高粉末冶金铝合金的性能，可以加入其它元素对其进行强化。已有研究表明微量添加Si/Ge并结合热处理可以提高铸态Al-Cu-Mg系合金的强度，但在粉末冶金领域尚未有相关的研究和应用；因此，有必要开发一种含Si/Ge 的高性能粉末冶金Al-Cu-Mg合金制备技术及热处理工艺，以提升粉末冶金铝合金的应用价值和领域。

发明内容

本发明的目的在于解决现有铝合金结构和粉末冶金制备技术的不足，提供一种含Si/Ge的高性能粉末冶金Al-Cu-Mg合金及其制备方法。

本发明首次实现了将适量的Si/Ge元素粉末结合粉末冶金工艺加入 Al-Cu-Mg合金粉末中；并结合热处理工艺，得到了性能优异的含Si/Ge强化粉末冶金Al-Cu-Mg合金。

本发明具有制备工艺简单，操作灵活，优化效果明显，绿色节能等特点。

本发明一种含Si/Ge的高性能粉末冶金Al-Cu-Mg合金；Si/Ge及其金属间化合物分布于Al-Cu-Mg合金基体中；(Si+Ge)的质量占粉末冶金Al-Cu-Mg合金总质量的0.001-2％。

在本发明中，在烧结态样件中即使出现Si/Ge的元素偏聚，经热处理后的 Si/Ge及其金属间化合物可以均匀部分，粒径小于1μm。

作为优选，(Si+Ge)的质量占粉末冶金Al-Cu-Mg合金总质量的0.1-2％、进一步优选为0.25-1.5wt.％。作为进一步的优选方案；Al-Cu-Mg合金中，Ge含量为0.2 5wt.％、Si含量为0.5wt.％。当Al-Cu-Mg合金中，Ge含量为0.25wt.％、 Si含量为0.5wt.％时，其所得产品的性能远远优于其他产品。

本发明一种含Si/Ge的高性能粉末冶金Al-Cu-Mg合金；所述Al-Cu-Mg合金基体以质量百分比计，包括下述组分：

Cu：0.5％-5％

Mg：1％-4.9％

Mn：0.02％-1.0％

Al：余量。

作为优选，本发明一种含Si/Ge的高性能粉末冶金Al-Cu-Mg合金；所述 Al-Cu-Mg合金基体以质量百分比计，包括下述组分：

Cu：3％-5％；

Mg：1％-2％；