[发明专利]一种高熵合金增强铝基复合材料的制备方法及产品

说明书

本发明公开了一种高熵合金增强铝基复合材料的制备方法及产品，属于铝基复合材料技术领域。所述制备方法的步骤包括：将高熵合金粉末与铝合金粉末混合，球磨后压制成型，成型件先烧结，再进行热挤压，制得高熵合金增强铝基复合材料。本发明通过采用混粉+冷等静压+烧结+热挤压的制备工艺，减少高熵合金与铝基材料共热的时间，有效提高高熵合金增强铝基复合材料的强度和塑性。本发明制得的高熵合金增强铝基复合材料在抗拉强度、延伸率、耐磨性等方面均表现良好。

技术领域

本发明涉及铝基复合材料技术领域，特别涉及一种高熵合金增强铝基复合材料的制备方法及产品。

背景技术

铝基复合材料在比刚度、比强度、耐腐蚀、等方面的性能表现优异，从而具有广阔的应用前景。

颗粒增强铝基复合材料是以金属铝及其合金为基体，以金属或非金属颗粒为增强相的非均质混合物。颗粒增强铝基复合材料由于具有优良的高温力学性能、耐磨性和低的热膨胀系数、简单的制备工艺，低廉的增强体成本，容易实现工业化大批量生产，成为铝基复合材料的研究重点，其产品已经在航天航空、军事、汽车、电子、体育等领域广范应用。

高熵合金(HEA)具有高强度、良好的热稳定性，具有高的耐磨性能和耐腐蚀性能，是一种极具潜力的结构-功能材料。由于金属-金属之间界面结合性能良好，因此，采用高熵增强铝基复合材料具有良好的界面特性，采用高熵合金增强铝合金，可以解决陶瓷颗粒本身与铝不润湿的特点。

然而对于AlSi12合金材料为基体的颗粒增强方法，本领域中并没有相关的研究。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种高熵合金增强铝基复合材料的制备方法及产品。通过采用混粉+冷等静压+烧结+热挤压的制备工艺，减少高熵合金与铝基材料共热的时间，有效提高高熵合金增强铝基复合材料的强度和塑性。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明技术方案之一：提供一种高熵合金增强铝基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将高熵合金粉末与铝合金粉末混合，球磨后压制成型，成型件先烧结，再进行热挤压，制得高熵合金增强铝基复合材料。

优选地，所述高熵合金粉末为AlCoCrFeNi高熵合金粉末；所述铝合金粉末为AlSi12粉末。

本发明选用的AlCoCrFeNi高熵合金具有强度硬度大，热膨胀系数较低等特点；而且熔点较高，不易与基体发生反应；高熵合金作为金属，金属与金属之间具有天然优良的结合，作为增强体加入基体后，铝基复合材料可实现力学性能的有效提升。

更优选地，所述AlCoCrFeNi高熵合金粉末的粒径≤25μm；所述AlSi12粉末的粒径≤45μm；所述AlCoCrFeNi高熵合金粉末与所述AlSi12粉末的体积比为7:93。

优选地，所述球磨的球料重量比为10:1，转速为170r/min；时间为8h。

优选地，所述压制成型采用冷等静压，压力为240MPa，时间为15s。

优选地，所述烧结为真空烧结。

更优选地，所述真空烧结的真空度为1×10^-3Pa，升温程序为室温～300℃，升温速率为3℃/min，保温30min，300℃～450℃，升温速率为2℃/min，保温30min。

优选地，所述热挤压的挤压温度为450℃，挤压比为6.25:1。

本发明技术方案之二：提供一种根据上述制备方法制得的高熵合金增强铝基复合材料。

本发明的有益技术效果如下：