[发明专利]陶瓷金属复合泡沫材料及其制备方法

说明书

本发明属于金属复合材料技术领域，尤其涉及一种陶瓷金属复合泡沫材料的制备方法，包括步骤：获取92.4～94.7份铝粉、3.8～4.9份铜粉、1.2～1.8份镁粉和0.3～0.9份锰粉，将所述铝粉、铜粉、镁粉和锰粉混合熔融后造粉，得到铝铜镁锰合金粉；获取0.2～4份钛族金属粉和0.02～0.4份纳米陶瓷粉，将所述钛族金属粉和所述纳米陶瓷粉进行组装，得到复合粉末；将所述铝铜镁锰合金粉和所述复合粉末混合处理后干燥，得到陶瓷金属复合粉末；对所述陶瓷复合粉末进行增材成形处理后，进行时效处理，得到陶瓷金属复合泡沫材料。本发明制备方法，制备工艺简单，原料来源广，成本低廉，制备出来的陶瓷金属复合泡沫材料成形性好，无需模具可设计成任意形状，性质稳定，易存储运输，适用于工业化大规模生产和应用。

技术领域

本发明属于金属复合材料技术领域，尤其涉及一种陶瓷金属复合泡沫材料及其制备方法。

背景技术

随着全球社会经济的发展，为了满足人类发展的需要，工业上对于所使用的材料的性能要求越来越高。铝合金作为一种具有高的比强度、高的比刚度、良好的塑韧性、好的加工性能的金属材料，被广泛的运用于航空航天、汽车等领域。提升铝合金的性能一直是人们关注的热点。铝铜镁合金比重轻、抗氧化、硬度高、可切削性能好，可以作为轻型高强结构材料，常用于制造各种轻型高负载零件和结构件，广泛应用于汽车、船舶、航天航空领域等民用及军工领域。

增材制造(3D打印)融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。然而，由于高能束流的增材制造(3D打印)铝铜镁合金热裂敏感性高，极易产生热裂纹缺陷，剧烈降低材料的成形性和力学性能。

细小的等轴晶结构可容纳更多应变防止热裂，目前，使增材制造铝铜镁合金具有等轴晶结构的方法为合金化和制备铝基陶瓷复合材料。但是，这些方法目前主要应用于制备结构致密、形状复杂的结构件，并不能集抗拉、抗压、防撞、隔音、隔热等功能于一体，制约了增材制术造技在铝铜镁合金零件制备中的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝铜镁钛陶瓷复合泡沫材料的制备方法，旨在解决现有基于高能束流的增材制造技术中获得的铝铜镁材料容易产生热裂，材料的成形性差，强化效果不佳，力学等综合性能较差的技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种铝铜镁钛陶瓷复合泡沫材料。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种陶瓷金属复合泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：

获取92.4～94.7份铝粉、3.8～4.9份铜粉、1.2～1.8份镁粉和0.3～0.9份锰粉，将所述铝粉、铜粉、镁粉和锰粉混合熔融后造粉，得到铝铜镁锰合金粉；

获取0.2～4份钛族金属粉和0.02～0.4份纳米陶瓷粉，将所述钛族金属粉和所述纳米陶瓷粉进行组装，得到复合粉末；

将所述铝铜镁锰合金粉和所述复合粉末混合处理后干燥，得到陶瓷金属复合粉末；

对所述陶瓷复合粉末进行增材成形处理后，进行时效处理，得到陶瓷金属复合泡沫材料。

优选地，所述铝铜镁锰合金粉的粒度为200目以内。

优选地，将所述钛族金属粉和纳米陶瓷粉进行组装的步骤包括：将所述钛族金属粉和所述纳米陶瓷粉采用静电组装、球磨组装、化学镀覆组装中的至少一种方式进行组装，得到复合粉末。

优选地，所述钛族金属粉选自：钛粉、锆粉、铪粉中的至少一种。

优选地，所述钛族金属粉的粒度为200目以内；和/或，

所述纳米陶瓷粉的粒度为200纳米以内。