[发明专利]三峰晶粒结构金属基复合材料的元素合金化制备方法

权利要求书

1.一种三峰晶粒结构金属基复合材料的元素合金化制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）：按照材料组分称取纳米增强相及所需的单质元素粉末，将纳米增强相分为三个部分，所有单质元素粉末分为A、B两个部分，然后将A部分、B部分分别与纳米增强相混合均匀，相应地得到混合粉末Ⅰ、混合粉末Ⅱ，将纳米增强相与金属粉末混合均匀，得到混合粉末Ⅲ；所述的混合粉末Ⅰ、混合粉末Ⅱ、混合粉末Ⅲ中，纳米增强相的体积含量分别为1~20%、0.1~10%、0.001~5%；

步骤2）：将步骤1）得到的A部分、B部分的混合粉末I、混合粉末Ⅱ，分别通过不同球磨工艺，得到超细晶复合粉末即复合粉末Ⅰ与细晶复合粉末即复合粉末Ⅱ；所述的球磨工艺为变速球磨，具体为：先低转速球磨，低转速球磨转速为10-300转/分钟，低转速球磨时间为5-96h，低速球磨后高转速球磨，高转速球磨转速为100-1000转/分钟，高转速球磨时间为0.5-5h；所述超细晶复合粉末的晶粒尺寸为0.05~0.5μm；所述细晶复合粉末的晶粒尺寸为0.5~3μm；

步骤3）：将复合粉末Ⅰ与复合粉末Ⅱ按比例与未球磨的混合粉末Ⅲ即微米粗晶金属粉末混合，得到的复合粉末Ⅲ；

步骤4）：对复合粉末Ⅲ进行致密化和烧结处理，得到复合锭坯；

步骤5）：对复合锭坯进行热变形加工和热处理，得到基体组织晶粒结构为三峰尺寸分布的纳米增强金属基复合材料；

所述纳米增强金属基复合材料中，金属基复合材料为Al-4.2Cu-1.4Mg 复合材料，纳米增强相为碳纳米管、碳纳米球、碳纳米纤维、碳纳米片、石墨烯、氧化石墨烯、氧化还原石墨烯、纳米金刚石、纳米SiC、纳米B4C、纳米Al₂O₃、纳米ZnO、纳米TiO₂、纳米AlN、纳米TiN中的任意一种或几种。

2.如权利要求1所述的三峰晶粒结构金属基复合材料的元素合金化制备方法，其特征在于，所述的球磨工艺的过程中加入过程控制剂，所述的过程控制剂为甲醇、乙醇、钛酸酯、硅油、油酸、咪唑啉、石蜡、纤维素、硬脂酸中的任意一种或几种。

3.如权利要求1所述的三峰晶粒结构金属基复合材料的元素合金化制备方法，其特征在于，所述的致密化处理为冷压或冷等静压；所述的烧结处理 为气氛烧结、真空热压烧结、放电等离子体烧结或热等静压烧结。

4.如权利要求1所述的三峰晶粒结构金属基复合材料的元素合金化制备方法，其特征在于，所述的热变形加工包括热锻、热轧、热挤压中的至少一种。