一種鋁合金的制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明設及合金材料技術領域，具體設及一種侶合金的制備方法。
【背景技術】
[0002] 侶是一種在地殼中分布廣泛的金屬元素，純侶具有質量輕、密度小、可塑性好等優(yōu) 點，可W進行各種機械加工。但是純侶的強度低，因此只有通過合金化才能得到可作為結構 材料使用的各種侶合金。侶合金W侶為基體，可W根據不同的需要添加銅、娃、儀、鋒、儘、 儀、鐵、鐵、銘或裡等金屬。侶合金的密度低，強度和比剛度高，主要用于機械制造、運輸機 械、動力機械及航空工業(yè)等方面。目前侶合金已成為繼鋼鐵之后應用最廣泛的金屬材料。
[0003] 侶合金主要分為兩大類:鑄造侶合金和變形侶合金，其中變形侶合金能夠承受壓 力加工，力學性能高于鑄態(tài)侶合金，因此在工業(yè)上得到了廣泛應用。變形侶合金主要用于制 造航空器材、日常生活用品和建筑用口窗等。變形侶合金中的高強侶合金由于具有強度高、 硬度高、密度低和熱加工性能好的優(yōu)點，在航空航天領域作為重要的結構材料并得到廣泛 應用。
[0004] 常規(guī)高強侶合金的制備過程比較復雜，第一步將侶錠烙化后加入合金元素，通過 攬拌使其合金化，誘鑄冷凝后得到侶合金錠;第二步將侶合金錠車掉氧化物外表皮，再將該 侶合金錠預熱后經擠壓機擠出得到侶合金棒，此時得到的棒材性能較低，不能直接使用;第 Ξ步將侶合金棒在一定溫度下進行固溶處理;第四步對棒材在一定溫度下進行時效處理， 使得金屬間化合物沉淀在晶界上從而起到增強效果，最終使得材料獲得理想的力學性能。
[0005] 目前美國采用上述方法，即使是針對7系高強侶合金，如所有牌號侶合金中強度性 能最高的7075侶合金，其強度最大值也僅能夠達到575M化，硬度最大值能夠達到150HB，而 且由于我國的制備技術及后續(xù)固溶、時效等熱處理過程的裝備及控制技術落后于美國，導 致國產相同牌號侶合金的微觀組織比較粗大，此外7系侶合金中起主要增強作用的Mg化2等 金屬間化合物析出尺寸較粗大、不均一，從而導致該合金的強度性能不理想，國產7075侶合 金的強度只能達530MPa，硬度達130皿。因而較低的強度和硬度很難滿足現代工業(yè)發(fā)展對高 性能侶合金材料的不斷需求。
[0006] 因而，如何突破原有技術的限制，找到一種更好的制備方法的提高侶合金的性能， 是侶合金材料的重要發(fā)展方向，也是本領域前沿學者一直致力研究的主要問題。

【發(fā)明內容】

[0007] 有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種侶合金的制備方法，尤其是針 對高強度侶合金的制備方法，本發(fā)明提供的制備方法，能夠使得高性能侶合金具有更好的 強度和硬度，同時制備方法簡單，易于實現規(guī)?；a。
[000引本發(fā)明提供了一種侶合金的制備方法，其特征在于，包括W下步驟，
[0009] a)將侶粉和合金元素粉末進行高能球磨后，得到混合粉末；
[0010] b)將所述混合粉末經過等靜壓成型后，得到預制巧；
[0011 ] c)將步驟b)得到的預制昆預熱后，再進行熱擠壓，得到侶合金。
[0012]優(yōu)選的，所述高能球磨的時間為20~60h。
[0013] 優(yōu)選的，所述高能球磨的球料比為(2~15): 1。
[0014] 優(yōu)選的，所述等靜壓成型為冷等靜壓成型。
[001引優(yōu)選的，所述等靜壓成型的壓力為100~300MPa;所述等靜壓成型的時間為0.5~ lOmin。
[0016] 優(yōu)選的，所述預熱的溫度為380~490°C;所述預熱的時間為30~120min。
[0017] 優(yōu)選的，所述熱擠壓的溫度為400~450°C;所述熱擠壓的壓力為630~2000T。
[001引優(yōu)選的，所述熱擠壓的擠壓比為（18~64): 1;所述熱擠壓的擠壓速度為0.5~5mm/ So
[0019] 優(yōu)選的，所述合金元素為化、MgXu、Si和Μη中的一種或多種。
[0020] 優(yōu)選的，所述合金元素占所述侶合金的質量分數為： Ζη 0~5重量份； Mi 0~3重量徐；
[0021] Cu 0~4重量嫁； Si 0~4重量份； Mh 0-5重貴份。
[0022] 本發(fā)明提供了一種侶合金的制備方法，包括W下步驟，首先將侶粉和合金元素粉 末進行高能球磨后，得到混合粉末;然后將所述混合粉末經過等靜壓成型后，得到預制巧； 最后將上述步驟得到的預制巧預熱后，再進行熱擠壓，得到侶合金。與現有技術相比，本發(fā) 明利用高能量干式球磨過程，在高能量磨球介質的碰撞作用下，使各組分粉末之間發(fā)生反 復的冷焊和斷裂，形成細化的復合顆粒，發(fā)生固態(tài)擴散反應，使得微量的合金元素的原子進 入金屬侶的晶格得到了細小均勻的侶合金固溶體復合粉末;再利用等靜壓對粉體進行加壓 成型，獲得均勻的巧體;然后進行預熱，將包裹在顆粒表面的氣體釋放出去，重新暴露高活 性表面;最后通過熱擠壓過程將巧體中的具有高活性表面的粉體顆粒快速燒結成型，使顆 粒間實現有效鍵合，制得的侶合金的微觀組織細小均勻，最終實現了合金強度和硬度的提 高；更重要的是本發(fā)明全程可在空氣氣氛下進行。本發(fā)明提供的制備方法具有擠壓時同時 實現快速燒結，無需單獨的燒結過程W及后續(xù)的固溶、時效等熱處理過程即可實現高性能 的特點，而且本發(fā)明制備全程均可在空氣氣氛中進行；同時具有工藝簡捷、操作方便、步驟 少等優(yōu)點，適合于大規(guī)模的工業(yè)化生產。實驗結果表明，本發(fā)明制備的侶合金棒材，其相對 密度能夠達到99.96%，拉伸強度能夠達到6351?曰，硬度能夠達到161皿。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明實施例1制備的侶合金的掃描電鏡照片；
[0024] 圖2為本發(fā)明實施例1制備的侶合金的合金元素化的面掃描圖譜；
[0025] 圖3為本發(fā)明實施例1制備的侶合金的合金元素化的面掃描圖譜。
【具體實施方式】
[0026] 為了進一步理解本發(fā)明，下面結合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是 應當理解，運些描述只是為了進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對發(fā)明權利要求的 限制。
[0027] 本發(fā)明所有原料，對其來源沒有特別限制，在市場上購買的或按照本領域技術人 員熟知的常規(guī)方法制備的即可。
[002引本發(fā)明所有原料，對其純度沒有特別限制，本發(fā)明優(yōu)選采用分析純。
[0029] 本發(fā)明提供了一種侶合金的制備方法，其特征在于，包括W下步驟，
[0030] a)將侶粉和合金元素粉末進行高能球磨后，得到混合粉末；
[0031] b)將所述混合粉末經過等靜壓成型后，得到預制巧；
[0032] C)將步驟b)得到的預制巧預熱后，再進行熱擠壓，得到侶合金。
[0033] 本發(fā)明首先將侶粉和合金元素粉末進行高能球磨后，得到混合粉末。本發(fā)明對所 述侶粉沒有特別限制，W本領域技術人員熟知的用于制備侶合金材料的侶粉即可。本發(fā)明 對侶粉的粒度沒有特別限制，W本領域技術人員熟知的用于細磨前的侶粉的粒度即可。本 發(fā)明對所述合金元素粉末的粒度沒有特別限制，W本領域技術人員熟知的用于細磨前的合 金元素粉末的粒度即可。本發(fā)明對所述混合粉末的粒度沒有特別限制，W本領域技術人員 熟知的高能球磨的粒度即可，本發(fā)明為保證后續(xù)過程的效果和產品性能，所述混合粉末的 粒度優(yōu)選為小于等于80化m，更優(yōu)選為小于等于700nm，更優(yōu)選為小于等于600nm，最優(yōu)選為 小于等于500nm。
[0034] 本發(fā)明對所述合金元素沒有特別限制，W本領域技術人員熟知的常用于侶合金材 料的合金元素即可，本發(fā)明所述合金元素優(yōu)選為Zn、MgXu、Si和Μη中的一種或多種，更優(yōu)選 為化、]\^、加、5;[或胞，更優(yōu)選為2]1、]\%、化、5巧隨]1中的兩種及兩種^上。本發(fā)明對所述合金 元素添加的質量分數沒有特別限制，W本領域技術人員熟知的常用于侶合金材料的合金元 素添加的質量分數即可，W元素對應的金屬計算，本發(fā)明所述合金元素占所述侶合金的質 量分數，其中，Ζη優(yōu)選為0~5重量份，更優(yōu)選為1~4重量份，最優(yōu)選為2~3重量