[发明专利]一种纳米内生TiC颗粒增强铝合金板材的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米内生TiC颗粒增强铝合金板材的制备方法，包括：步骤1、制备熔融6061铝合金液，并加入纳米TiC陶瓷颗粒中间合金后进行浇铸；步骤2、对浇铸的含有纳米TiC陶瓷颗粒中间合金的6061铝合金进行轧制；步骤3、对经过轧制的6061铝合金进行热处理，得到纳米内生TiC颗粒增强的铝合金板材。利用内生纳米TiC颗粒增强轧制6061铝合金板材与未加内生纳米TiC颗粒轧制6061铝合金板材相比，加入纳米TiC颗粒的6061铝合金板材的晶粒尺寸比未加纳米TiC陶瓷颗粒的6061铝合金板材明显细化，室温抗拉强度和室温屈服强度均得到了提高为生产高性能铝合金板材提供重要的技术支持。

技术领域

本发明涉及一种纳米内生TiC颗粒增强铝合金板材的制备方法，属于铝合金板材制备领域。

背景技术

航空航天，汽车等工业领域的快速发展，导致了当今对轻质，高性能金属材料的需求愈加迫切。铝合金由于其具有较高的比强度以及较低的密度而受到广泛的关注与研究。由于铝合金的铸态组织晶粒粗大，将面临着影响其后续的加工过程和成型性能，所以通过调控铸态组织的形貌是提高其服役性能以及后续加工性能的有效手段。往往铸态组织面临着晶粒粗大，偏析严重的问题，这类问题会导致铸态合金的变形能力以及强度达不到后续加工的生产需要，目前工业生产中改善铝合金铸态组织的手段通常是预先进行大的塑性变形，然后通过后续的退火过程以达到发生回复再结晶的目的，从而获得晶粒尺寸较小的组织。这种细化铸态组织工艺有效的改善了铝合金的变形能力以及强度，从而达到生产要求。但是由于大塑性变形往往会导致材料的开裂而失效，从而降低生产效率，使后续的二次加工变得困难。

综上所述，细化铝合金板材的晶粒组织，提高机械进行和二次加工韧性，降低其制造成本，提高设备工作效率是铝合金板材行业多年来一直亟待解决的重大问题；铝合金板材晶粒组织的改善在提高拉伸性能的同时也有利于提高其疲劳、冲击等性能。由于铝合金板材应用广泛，包含汽车、航空航天、高速轨道客车等领域，因此，开发新型高性能铝合金板材具有重大的应用前景。

中国专利公布号：CN102260814A，“一种原位纳米陶瓷颗粒增强铝基复合材料及其制备方法”中，采用燃烧合成化学反应法与热压技术，制备原位纳米TiC陶瓷颗粒增强铝或铝合金复合材料，原位反应合成的TiC陶瓷颗粒的尺寸在100纳米一下，重量百分比含量在3-30％。本发明的内生纳米TiC陶瓷颗粒原位增强轧制6061铝合金板材，通过添加上述质量百分数为30％的纳米尺寸TiC陶瓷颗粒中间合金制备一种内生纳米TiC陶瓷颗粒增强6061铝合金板材，得到了以下意想不到的效果。

发明内容

本发明设计开发了一种纳米内生TiC颗粒增强铝合金板材的制备方法，通过添加含有纳米TiC陶瓷颗粒的中间合金，并对其含量进行调节，实现对铝合金板材的细化，并显著提高其室温抗拉强度和屈服强度。

本发明提供的技术方案为：

一种纳米内生TiC颗粒增强铝合金板材的制备方法，包括：

步骤1、制备熔融6061铝合金液，并加入纳米TiC陶瓷颗粒中间合金后进行浇铸；

步骤2、对浇铸的含有纳米TiC陶瓷颗粒中间合金的6061铝合金进行轧制；

步骤3、对经过轧制的6061铝合金进行热处理，得到纳米内生TiC颗粒增强的铝合金板材。

优选的是，

所述熔融6061合金液的组分的重量百分为：Mg：0.87％；Si：0.55％；Fe:0.59％；Cu:0.36％；Mn:0.15％；Cr:0.17％；Zn:0.23％；Ti:0.16％；余量为Al；

其中，所述纳米TiC陶瓷颗粒中间合金的加入量为所述熔融6061铝合金液的0.1-1.0wt.％。

优选的是，所述纳米TiC陶瓷颗粒中间合金的质量分数为30％。