[发明专利]一种低变形抗力高耐腐蚀的6系铝合金复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种低变形抗力高耐腐蚀的6系铝合金复合材料及其制备方法。所述6系铝合金复合材料通过以下步骤的方法制备而成：钛锡碳(Ti₂SnC)粉末与ⅢA族金属粉末反应得到TiC_X/ⅢA(Sn)中间体，随后在熔融状态下与6系铝合金颗粒熔融混合，冷却，切割，即得。本发明制备通过加入钛锡碳(Ti₂SnC)与铝粉，在其在较高温度下会发生化学反应生成TiC_X相以及Al‑Sn两种金属相，同时加入到6系铝合金基材中，不仅能提高6系铝合金的耐腐蚀性，降低其变形抗力，同时也能使6系铝合金在低温条件下也能维持低变形抗力状态，从而扩大了6系铝合金在低温生产条件的应用范围。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种低变形抗力高耐腐蚀的6系铝合金复合材料及其制备方法。

背景技术

铝基复合材料相比铝合金具有高比强度、高耐磨性、抗疲劳等优异性能，被广泛应用在航空航天、国防、汽车等领域。在铝合金的生产过程中，通过添加不同合金元素及通过不同热处理工艺，可以获得不同程度的强化；如，2系、5系、6系、7系铝合金等等。其中，在国内应用比较广泛的中高强度6系合金主要是6061合金，但是因为6061合金含Cu元素，而且Cu元素的固溶温度低，所以在挤压过程中基本Cu元素处于一个完全固溶的状态，会显著增大变形抗力。同时6061合金的成份配比中，Mg元素的下限含量为0.8％，在6系内属于偏高的Mg含量，而Mg元素的固溶量大，且固溶后对变形抗力的影响大于Si元素，所以6061合金无论如何调配成份，因为Mg元素的下限含量较高，其变形抗力都较大。同时随着温度的下降，6061合金的变形抗力会增高，因此导致6061合金在低温条件下的使用受到限制。

TiC是颗粒增强铝基复合材料中使用率较高的增强体，但是TiC颗粒与铝基体之间较差的润湿性，很难制备组织均匀、性能优良的复合材料。

基于上述情况，本发明提出了一种低变形抗力高耐腐蚀的6系铝合金复合材料及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低变形抗力高耐腐蚀的6系铝合金复合材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种低变形抗力高耐腐蚀的6系铝合金复合材料，所述6系铝合金复合材料通过以下步骤的方法制备而成：

(1)称量钛锡碳(Ti₂SnC)粉末以及ⅢA族金属粉末，放入聚四氟乙烯的球磨罐中，同时加入无水乙醇进行湿混，放入氧化锆球，球料比8:1，球磨转速为150～160r/min，时间为9～10h，得到复合粉末；

(2)将得到的复合粉末在45～50℃干燥1～2h，随后将复合粉末投入直径为20～25mm、高度为40～45mm的模具中，以压力40～45MPa保压2～3min，得冷压胚体；

(3)将冷压胚体转移至真空烧结炉中，通入惰性气体，以升温速率为25℃/min，升温至950～1000℃，并保温60～90min，自然冷却至80℃以下出炉，得到TiC_X/ⅢA(Sn)中间体；

(4)将6系铝合金颗粒放入石墨坩埚中熔炼成合金液，使合金液温度达到850～900℃时，加入TiC_X/ⅢA(Sn)中间体，同时机械搅拌并保温15～20min，扒去表面浮渣；

(5)在750～800℃下将合金液浇入水冷石墨模中，冷却，切割，即得。

优选地，所述钛锡碳(Ti₂SnC)的粒径为200目～300目，纯度≥98％。

优选地，所述ⅢA族金属粉末为铝粉。

优选地，所述铝粉的粒径为200目～300目，纯度≥99.9％。