[发明专利]一种铸造合金或金属基复合材料的中温、高压、快速致密化方法

说明书

本发明公开了一种铸造合金或金属基复合材料的中温、高压、快速致密化方法，属于材料热处理领域，目的在于解决在铸造高温合金中，出现的气孔类缺陷较为突出，严重影响合金的使用可靠性和铸件的成品率，以及金属基复合材料中陶瓷与金属界面处容易产生孔洞等缺陷，极大的降低了复合材料的力学性能的问题。本申请以铸造合金或金属基复合材料为原料，采用热等静压技术，在合金或基体材料的0.5Tm~0.8Tm温度范围内进行中温、高压、快速热等静压处理，以实现材料的快速致密化，抑制其晶粒长大，从而获得晶粒细小、致密度高、力学性能优异的材料。该致密化方法不受材料的形状限制，可用于较大尺寸、复杂形状的材料的致密化处理。

技术领域

本发明涉及材料热处理领域，具体为一种铸造合金或金属基复合材料的中温、高压、快速致密化方法。更具体地，本发明提供一种中温高压材料致密化方法，该方法能用于铸造合金或金属基复合材料中，具有快速致密化的优点，可用于较大尺寸、复杂形状的材料的致密化处理。

背景技术

铸造高温合金因具有高温强度好等特点，在国防、航空航天及民用等领域均有广泛的应用。但铸件一般都具有不同程度的气孔、显微缩松等缺陷，特别是凝固温度范围较宽的合金铸件，在凝固过程中容易形成分散且区域广的疏松。尤其近年发展的细晶铸造高温工艺，为保证合金晶粒度细小，出现的气孔类缺陷更为突出，严重影响着合金的使用可靠性和铸件的成品率。

金属基复合材料多由陶瓷颗粒与金属复合而成，但由于两者的润湿性差、界面容易生成脆性相降低复合材料性能等问题，导致复合材料中陶瓷与金属界面处容易产生孔洞等缺陷，极大的降低了复合材料的力学性能，制约了其应用。

为此，迫切需要一种新的方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对在铸造高温合金中，出现的气孔类缺陷较为突出，严重影响合金的使用可靠性和铸件的成品率，以及金属基复合材料中陶瓷与金属界面处容易产生孔洞等缺陷，极大的降低了复合材料的力学性能的问题，提供一种铸造合金或金属基复合材料的中温、高压、快速致密化方法。本申请以铸造合金或金属基复合材料为原料，采用热等静压技术，在合金或基体材料的0.5Tm~0.8Tm温度范围内进行中温、高压、快速热等静压处理，以实现材料的快速致密化，抑制其晶粒长大，从而获得晶粒细小、致密度高、力学性能优异的材料。该致密化方法不受材料的形状限制，可用于较大尺寸、复杂形状的材料的致密化处理。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种铸造合金或金属基复合材料的中温、高压、快速致密化方法，包括如下步骤：

步骤一、将铸造合金材料或金属基复合材料依次进行清洗、烘干，备用；

步骤二、将步骤一清洗后的铸造合金材料或金属基复合材料放入热等静压炉中，进行热等静压致密化处理，热等静压温度为铸造合金材料或金属基复合材料的0.5Tm~0.8Tm，热等静压压力为50MPa~170MPa，热等静压时间为0.01~10min；待热等静压致密化处理完成后，冷却至室温，即可。

所述步骤一中，采用超声波对铸造合金材料或金属基复合材料进行清洗，去除铸造合金材料或金属基复合材料的杂质后，烘干。

所述步骤一中，将铸造合金材料或金属基复合材料置于清洗溶液中，并采用超声波对铸造合金材料或金属基复合材料进行清洗；

所述清洗溶液采用乙醇、甲醇、丙酮中的一种或多种构成。

所述铸造合金材料或产品为镍基铸造合金、钛合金、铝合金中的一种或多种。

所述金属基复合材料为铝基复合材料。

所述金属基复合材料或产品为B₄C/Al合金、SiC/Al合金中的一种或多种。

针对前述问题，本申请提供一种中温高压材料致密化方法。更具体地，在一个具体实例中，该方法的操作步骤如下：