[发明专利]一种铍铝合金表面复合强化改性层的制备方法

权利要求书

1.一种铍铝合金表面复合强化改性层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.预混复合粉体制备：将微米金属铝粉、纳米氧化铝粉与纳米氧化铍粉按一定重量比例，在高纯氩气或氦气中进行干式球磨混粉，得到均匀混合的预混复合粉体；

S2.铍铝合金表面预处理：对铍铝合金表面进行打磨、抛光，先后用无水乙醇和去离子水超声清洗，结束后风干备用，得到铍铝合金基板；

S3.烧结预成型：在高纯氩气或氦气中，在铍铝合金基板上平铺一定厚度的步骤S1中预混复合粉体，之后转入真空烧结炉中进行烧结，使得预混复合粉体在铍铝合金基板上初步固化成型，得到烧结预成型的铍铝合金/预混粉体复合体；

所述步骤S3中，烧结炉内真空度不高于5×10^-2Pa，烧结温度为420～600℃，保温时间为10～25分钟；

S4.电子束熔覆：将铍铝合金/预混粉体复合体转入电子束炉内，在真空条件下，首先对步骤S3中的铍铝合金/预混粉体复合体进行预热，预热温度为450～560℃，保温5~10分钟后进行电子束表面重熔，控制电子束斑直径、功率及扫描速度，完成合金上表面的重熔，之后通入高纯氩气或氦气辅助冷却至室温；步骤S4中，电子束炉内真空度不高于5×10^-2Pa；

S5.热处理：将步骤S4中电子束熔覆后的铍铝合金基板进行真空热处理以消除残余热应力，结束后炉冷至室温；步骤S5中，真空热处理条件为：炉内真空度不高于5×10^-2Pa；第一阶段，升温速率10～15℃/min，保温温度为480～520℃，保温时间为5~8小时；第二阶段，将炉体加热功率降为0，炉冷至280～320℃，提高炉体加热功率并保温2~3小时。

2.根据权利要求1所述的铍铝合金表面复合强化改性层的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，微米金属铝粉平均粒径为30~150微米，纳米氧化铝粉与纳米氧化铍的平均粒径均为20~200纳米。

3.根据权利要求1所述的铍铝合金表面复合强化改性层的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，按重量百分比计算，其中纳米氧化铝粉20~30%，纳米氧化铍粉15~30%，其余为微米金属铝粉。

4.根据权利要求3所述的铍铝合金表面复合强化改性层的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，纳米氧化铝粉与纳米氧化铍粉重量比值应不低于1.2。

5.根据权利要求1所述的铍铝合金表面复合强化改性层的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，球磨时间在2~5小时之间，球珠与复合混合粉体重量比控制在1∶（0.8~1.2），结束后在高纯氩气或氦气环境中取出预混复合粉体并静置备用。

6.根据权利要求1所述的铍铝合金表面复合强化改性层的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，在铍铝合金基板上预混复合粉体的铺粉厚度为0.6~1.5毫米。

7.根据权利要求1所述的铍铝合金表面复合强化改性层的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，电子束功率为1.2～2.5kW，光斑直径为5~10mm，线扫描速度为8～15mm/s，以往复式的之字形路径完成合金上表面的重熔，最终在铍铝合金表面形成厚度不小于400微米的电子束熔覆层。