一種輕質(zhì)高強度復合金屬材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輕質(zhì)高強度復合金屬材料，由下列重量份的原料制成：鈦合金10?15份、鋁合金3?5份、鎳合金4?9份、錫5?9份、銅4?6份、釹2?3份、鈮2?3份、銦2?4份、鎘2?3份、碳化硅5?10份、二氧化硅7?12份、醋酸纖維11?15份、聚砜3?10份、聚乙烯吡啶3?7份、四羥基苯醌3?7份、乙酸異丙烯酯5?9份、間硫甲酚3?5份、對氨基甲苯鄰磺酰苯胺2?4份、變性劑3?6份、熱穩(wěn)定劑5?10份。制備而成的輕質(zhì)高強度復合金屬材料，其質(zhì)量輕、強度高。同時，還公開了相應的制備方法。
【專利說明】
-種輕質(zhì)高強度復合金屬材料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及金屬材料技術領域，特別設及一種輕質(zhì)高強度復合金屬材料及其制備 方法。
【背景技術】
[0002] 合金，是由兩種或兩種W上的金屬與金屬或非金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬 特性的物質(zhì)。一般通過烙合成均勻液體和凝固而得。合金的生成常會改善元素單質(zhì)的性質(zhì)， 例如，鋼的強度大于其主要組成元素鐵。合金的物理性質(zhì)，例如密度、反應性、楊氏模量、導 電性和導熱性可能與合金的組成元素尚有類似之處，但是合金的抗拉強度和抗剪強度卻通 常與組成元素的性質(zhì)有很大不同。正因為合金有著比純金屬更多優(yōu)越的性質(zhì)，合金的的使 用范圍也是越來越廣泛。
[0003] 但是一些常見金屬的合金材料在大量的使用過程也日益凸顯了其不足，在某些特 殊行業(yè)或是特殊性能要求下，現(xiàn)階段的合金也是存在著很大的缺陷的。我們在滿足了金屬 和合金材料制品的堅硬性能、強度性能的同時，對于運些材料的質(zhì)量過重、不易加工等現(xiàn)狀 不能兼容。所W我們在研制合金材料的強度、硬度性能的同時同樣需要堅固其質(zhì)輕、可便攜 式樣等性質(zhì)，運樣合金材料才能在更多的行業(yè)內(nèi)使用，并同時推進社會化產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。所 W，研制出一款輕質(zhì)且強度高的復合金屬材料顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種輕質(zhì)高強度復合金屬材料及其制備方法， 通過采用特定原料進行組合，配合相應的生產(chǎn)工藝，得到了輕質(zhì)高強度復合金屬材料，其質(zhì) 量輕、強度高，能夠滿足行業(yè)的要求，具有較好的應用前景。
[0005] 本發(fā)明的目的可W通過W下技術方案實現(xiàn)： 一種輕質(zhì)高強度復合金屬材料，由下列重量份的原料制成:鐵合金10-15份、侶合金3-5 份、儀合金4-9份、錫5-9份、銅4-6份、欽2-3份、妮2-3份、銅2-4份、儒2-3份、碳化娃5-10份、 二氧化娃7-12份、醋酸纖維11-15份、聚諷3-10份、聚乙締化晚3-7份、四徑基苯釀3-7份、乙 酸異丙締醋5-9份、間硫甲酪3-5份、對氨基甲苯鄰橫酷苯胺2-4份、變性劑3-6份、熱穩(wěn)定劑 5-10份。
[0006] 優(yōu)選地，所述的變性劑選自二氯苯甲酸、組胺憐酸鹽、嫁蠟燒=甲基漠化錠、1-氨 基戊燒中的一種或幾種。
[0007] 優(yōu)選地，所述熱穩(wěn)定劑選自4-苯基下酷氯、1，1 -二異丙氧基S甲胺、3-氨基-2-甲 基苯甲酸甲醋、丙二酸單叔下醋中的一種或幾種。
[000引所述的輕質(zhì)高強度復合金屬材料的制備方法，包括W下步驟： (1) 按照重量份稱取各原料； (2) 將鐵合金、侶合金、儀合金、錫、銅、欽、妮、銅、儒、碳化娃、二氧化娃、熱穩(wěn)定劑加入 相蝸電阻爐，抽真空，真空燒結，燒結溫度為900-960°C，燒結時間為2.5-4小時，得到真空燒 結混合物； (3) 再將真空燒結混合物在惰性氣體中冷卻至350-380°C，然后注入S漉混煉機內(nèi)攬拌 密煉30-60分鐘，密煉溫度為450°C，并依次加入醋酸纖維、聚諷、聚乙締化晚、四徑基苯釀、 乙酸異丙締醋，攬拌速度為500-800轉/分鐘； (4) 往步驟(3)得到的混合物中加入間硫甲酪、對氨基甲苯鄰橫酷苯胺、變性劑，攬拌均 勻后加壓至2-5MPa，攬拌速度為400-800轉/分鐘，攬拌溫度為450°C，保溫攬拌1小時； 巧)將步驟(4)得到的混合物直接注入模具壓制成型，將成型后的材料直接放入-3(TC 的低溫箱中冷卻20-30分鐘； (6)將低溫冷卻后的成型物料放入惰性氣體保存箱，冷卻至室溫，得到成品。
[0009] 優(yōu)選地，步驟(3)和步驟(6)中的惰性氣體為氮氣。
[0010] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其有益效果為： (1)本發(fā)明的輕質(zhì)高強度復合金屬材料W鐵合金、侶合金、儀合金、錫、銅、欽、妮、銅、 儒、碳化娃、二氧化娃為主要成分，通過加入醋酸纖維、聚諷、聚乙締化晚、四徑基苯釀、乙酸 異丙締醋、間硫甲酪、對氨基甲苯鄰橫酷苯胺、變性劑、熱穩(wěn)定劑，輔W真空燒結、高溫密煉、 加壓攬拌、壓模冷卻等工藝，使得制備而成的輕質(zhì)高強度復合金屬材料，其質(zhì)量輕、強度高， 能夠滿足行業(yè)的要求，具有較好的應用前景。
[0011] (2)本發(fā)明的輕質(zhì)高強度復合金屬材料原料廉價、工藝簡單，適于大規(guī)模工業(yè)化運 用，實用性強。
【具體實施方式】
[0012] 下面結合具體實施例對發(fā)明的技術方案進行詳細說明。
[OOU]實施例1 (1) 稱取鐵合金10份、侶合金3份、儀合金4份、錫5份、銅4份、欽2份、妮2份、銅2份、儒2 份、碳化娃5份、二氧化娃7份、醋酸纖維11份、聚諷3份、聚乙締化晚3份、四徑基苯釀3份、乙 酸異丙締醋5份、間硫甲酪3份、對氨基甲苯鄰橫酷苯胺2份、二氯苯甲酸3份、4-苯基下酷氯5 份； (2) 將鐵合金、侶合金、儀合金、錫、銅、欽、妮、銅、儒、碳化娃、二氧化娃、4-苯基下酷氯 加入相蝸電阻爐，抽真空，真空燒結，燒結溫度為900°C，燒結時間為2.5小時，得到真空燒結 混合物； (3) 再將真空燒結混合物在氮氣中冷卻至350°C，然后注入=漉混煉機內(nèi)攬拌密煉30分 鐘，密煉溫度為450°C，并依次加入醋酸纖維、聚諷、聚乙締化晚、四徑基苯釀、乙酸異丙締 醋，攬拌速度為500轉/分鐘； (4) 往步驟(3)得到的混合物中加入間硫甲酪、對氨基甲苯鄰橫酷苯胺、二氯苯甲酸，攬 拌均勻后加壓至2MPa，攬拌速度為400轉/分鐘，攬拌溫度為450°C，保溫攬拌1小時； 巧)將步驟(4)得到的混合物直接注入模具壓制成型，將成型后的材料直接放入-3(TC 的低溫箱中冷卻20分鐘； (6)將低溫冷卻后的成型物料放入氮氣保存箱，冷卻至室溫，得到成品。
[0014]制得的輕質(zhì)高強度復合金屬材料的性能測試結果如表1所示。
[001引實施例2 (1) 稱取鐵合金12份、侶合金4份、儀合金5份、錫6份、銅5份、欽2份、妮2份、銅3份、儒2 份、碳化娃7份、二氧化娃9份、醋酸纖維12份、聚諷5份、聚乙締化晚4份、四徑基苯釀5份、乙 酸異丙締醋6份、間硫甲酪4份、對氨基甲苯鄰橫酷苯胺2份、組胺憐酸鹽4份、1,1-二異丙氧 基=甲胺7份； (2) 將鐵合金、侶合金、儀合金、錫、銅、欽、妮、銅、儒、碳化娃、二氧化娃、1,1-二異丙氧 基=甲胺加入相蝸電阻爐，抽真空，真空燒結，燒結溫度為920°C，燒結時間為3小時，得到真 空燒結混合物； (3) 再將真空燒結混合物在氮氣中冷卻至360°C，然后注入=漉混煉機內(nèi)攬拌密煉40分 鐘，密煉溫度為450°C，并依次加入醋酸纖維、聚諷、聚乙締化晚、四徑基苯釀、乙酸異丙締 醋，攬拌速度為600轉/分鐘； (4) 往步驟(3)得到的混合物中加入間硫甲酪、對氨基甲苯鄰橫酷苯胺、組胺憐酸鹽，攬 拌均勻后加壓至3MPa，攬拌速度為500轉/分鐘，攬拌溫度為450°C，保溫攬拌1小時； 巧)將步驟(4)得到的混合物直接注入模具壓制成型，將成型后的材料直接放入-3(TC 的低溫箱中冷卻24分鐘； (6)將低溫冷卻后的成型物料放入氮氣保存箱，冷卻至室溫，得到成品。
[0016] 制得的輕質(zhì)高強度復合金屬材料的性能測試結果如表1所示。
[0017] 實施例3 (1) 稱取鐵合金13份、侶合金5份、儀合金8份、錫8份、銅5份、欽3份、妮3份、銅4份、儒3 份、碳化娃9份、二氧化娃10份、醋酸纖維14份、聚諷9份、聚乙締化晚6份、四徑基苯釀6份、乙 酸異丙締醋8份、間硫甲酪4份、對氨基甲苯鄰橫酷苯胺3份、嫁蠟燒=甲基漠化錠5份、3-氨 基-2-甲基苯甲酸甲醋8份； (2) 將鐵合金、侶合金、儀合金、錫、銅、欽、妮、銅、儒、碳化娃、二氧化娃、3-氨基-2-甲基 苯甲酸甲醋加入相蝸電阻爐，抽真空，真空燒結，燒結溫度為950°C，燒結時間為3.5小時，得 到真空燒結混合物； (3) 再將真空燒結混合物在氮氣中冷卻至370°C，然后注入=漉混煉機內(nèi)攬拌密煉50分 鐘，密煉溫度為450°C，并依次加入醋酸纖維、聚諷、聚乙締化晚、四徑基苯釀、乙酸異丙締 醋，攬拌速度為700轉/分鐘； (4) 往步驟(3)得到的混合物中加入間硫甲酪、對氨基甲苯鄰橫酷苯胺、嫁蠟燒=甲基 漠化錠，攬拌均勻后加壓至4M化，攬拌速度為700轉/分鐘，攬拌溫度為45(TC，保溫攬拌1小 時； 巧)將步驟(4)得到的混合物直接注入模具壓制成型，將成型后的材料直接放入-3(TC 的低溫箱中冷卻28分鐘； (6)將低溫冷卻后的成型物料放入氮氣保存箱，冷卻至室溫，得到成品。
[0018] 制得的輕質(zhì)高強度復合金屬材料的性能測試結果如表1所示。
[0019] 實施例4 (1)稱取鐵合金15份、侶合金5份、儀合金9份、錫9份、銅6份、欽3份、妮3份、銅4份、儒3 份、碳化娃10份、二氧化娃12份、醋酸纖維15份、聚諷10份、聚乙締化晚7份、四徑基苯釀7份、 乙酸異丙締醋9份、間硫甲酪5份、對氨基甲苯鄰橫酷苯胺4份、1-氨基戊燒6份、丙二酸單叔 下醋10份； (2) 將鐵合金、侶合金、儀合金、錫、銅、欽、妮、銅、儒、碳化娃、二氧化娃、丙二酸單叔下 醋加入相蝸電阻爐，抽真空，真空燒結，燒結溫度為960°C，燒結時間為4小時，得到真空燒結 混合物； (3) 再將真空燒結混合物在氮氣中冷卻至380°C，然后注入=漉混煉機內(nèi)攬拌密煉60分 鐘，密煉溫度為450°C，并依次加入醋酸纖維、聚諷、聚乙締化晚、四徑基苯釀、乙酸異丙締 醋，攬拌速度為800轉/分鐘； (4) 往步驟(3)得到的混合物中加入間硫甲酪、對氨基甲苯鄰橫酷苯胺、1-氨基戊燒，攬 拌均勻后加壓至5MPa，攬拌速度為800轉/分鐘，攬拌溫度為450°C，保溫攬拌1小時； 巧)將步驟(4)得到的混合物直接注入模具壓制成型，將成型后的材料直接放入-3(TC 的低溫箱中冷卻30分鐘； (6)將低溫冷卻后的成型物料放入氮氣保存箱，冷卻至室溫，得到成品。
[0020] 制得的輕質(zhì)高強度復合金屬材料的性能測試結果如表1所示。
[0021] 對比例1 (1) 稱取鐵合金10份、侶合金3份、銅4份、欽2份、妮2份、銅2份、儒2份、碳化娃5份、二氧 化娃7份、醋酸纖維11份、聚諷3份、聚乙締化晚3份、四徑基苯釀3份、乙酸異丙締醋5份、間硫 甲酪3份、對氨基甲苯鄰橫酷苯胺2份、二氯苯甲酸3份、4-苯基下酷氯5份； (2) 將鐵合金、侶合金、銅、欽、妮、銅、儒、碳化娃、二氧化娃、4-苯基下酷氯加入相蝸電 阻爐，抽真空，真空燒結，燒結溫度為900°C，燒結時間為2.5小時，得到真空燒結混合物； (3) 再將真空燒結混合物在氮氣中冷卻至350°C，然后注入=漉混煉機內(nèi)攬拌密煉30分 鐘，密煉溫度為450°C，并依次加入醋酸纖維、聚諷、聚乙締化晚、四徑基苯釀、乙酸異丙締 醋，攬拌速度為500轉/分鐘； (4) 往步驟(3)得到的混合物中加入間硫甲酪、對氨基甲苯鄰橫酷苯胺、二氯苯甲酸，攬 拌均勻后加壓至2MPa，攬拌速度為400轉/分鐘，攬拌溫度為450°C，保溫攬拌1小時； 巧)將步驟(4)得到的混合物直接注入模具壓制成型，將成型后的材料直接放入-3(TC 的低溫箱中冷卻20分鐘； (6)將低溫冷卻后的成型物料放入氮氣保存箱，冷卻至室溫，得到成品。
[0022] 制得的輕質(zhì)高強度復合金屬材料的性能測試結果如表1所示。
[0023] 對比例2 (1) 稱取鐵合金15份、侶合金5份、儀合金9份、錫9份、銅6份、欽3份、妮3份、銅4份、二氧 化娃12份、醋酸纖維15份、聚諷10份、聚乙締化晚7份、乙酸異丙締醋9份、間硫甲酪5份、對氨 基甲苯鄰橫酷苯胺4份、1-氨基戊燒6份、丙二酸單叔下醋10份； (2) 將鐵合金、侶合金、儀合金、錫、銅、欽、妮、銅、二氧化娃、丙二酸單叔下醋加入相蝸 電阻爐，抽真空，真空燒結，燒結溫度為960°C，燒結時間為4小時，得到真空燒結混合物； (3) 再將真空燒結混合物在氮氣中冷卻至380°C，然后注入=漉混煉機內(nèi)攬拌密煉60分 鐘，密煉溫度為450°C，并依次加入醋酸纖維、聚諷、聚乙締化晚、乙酸異丙締醋，攬拌速度為 800轉/分鐘； (4) 往步驟(3)得到的混合物中加入間硫甲酪、對氨基甲苯鄰橫酷苯胺、1-氨基戊燒，攬 拌均勻后加壓至5MPa，攬拌速度為800轉/分鐘，攬拌溫度為450°C，保溫攬拌1小時； 巧)將步驟(4)得到的混合物直接注入模具壓制成型，將成型后的材料直接放入-3(TC 的低溫箱中冷卻30分鐘； (6)將低溫冷卻后的成型物料放入氮氣保存箱，冷卻至室溫，得到成品。
[0024] 制得的輕質(zhì)高強度復合金屬材料的性能測試結果如表1所示。
[0025] 將實施例1-4和對比例1-2的輕質(zhì)高強度復合金屬材料分別進行抗拉強度、硬度、 比重、彈性模數(shù)的性能測試。
[0026] 表 1
本發(fā)明的輕質(zhì)高強度復合金屬材料W鐵合金、侶合金、儀合金、錫、銅、欽、妮、銅、儒、碳 化娃、二氧化娃為主要成分，通過加入醋酸纖維、聚諷、聚乙締化晚、四徑基苯釀、乙酸異丙 締醋、間硫甲酪、對氨基甲苯鄰橫酷苯胺、變性劑、熱穩(wěn)定劑，輔W真空燒結、高溫密煉、加壓 攬拌、壓模冷卻等工藝，使得制備而成的輕質(zhì)高強度復合金屬材料，其質(zhì)量輕、強度高，能夠 滿足行業(yè)的要求，具有較好的應用前景。本發(fā)明的輕質(zhì)高強度復合金屬材料原料廉價、工藝 簡單，適于大規(guī)模工業(yè)化運用，實用性強。
[0027] W上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā) 明說明書內(nèi)容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領 域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【主權項】
1. 一種輕質(zhì)高強度復合金屬材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成:鈦合金ιο? 5份、 鋁合金3-5份、 鎳合金 4-9份 、錫5-9份 、銅4-6份 、釹2-3份 、鈮2-3份 、銦2-4 份 、鎘2-3份、 碳化硅5-10份、二氧化硅7-12份、醋酸纖維11-15份、聚砜3-10份、聚乙烯吡啶3-7份、四羥基 苯醌3-7份、乙酸異丙烯酯5-9份、間硫甲酚3-5份、對氨基甲苯鄰磺酰苯胺2-4份、變性劑3-6 份、熱穩(wěn)定劑5-10份。2. 根據(jù)權利要求1所述的輕質(zhì)高強度復合金屬材料，其特征在于:所述的變性劑選自二 氯苯甲酸、組胺磷酸鹽、鯨蠟烷三甲基溴化銨、1-氨基戊烷中的一種或幾種。3. 根據(jù)權利要求1所述的輕質(zhì)高強度復合金屬材料，其特征在于:所述熱穩(wěn)定劑選自4-苯基丁酰氯、1，1_二異丙氧基三甲胺、3-氨基-2-甲基苯甲酸甲酯、丙二酸單叔丁酯中的一 種或幾種。4. 根據(jù)權利要求1-3任一所述的輕質(zhì)高強度復合金屬材料的制備方法，其特征在于，包 括以下步驟： (1) 按照重量份稱取各原料； (2) 將鈦合金、鋁合金、鎳合金、錫、銅、釹、鈮、銦、鎘、碳化硅、二氧化硅、熱穩(wěn)定劑加入 坩堝電阻爐，抽真空，真空燒結，燒結溫度為900-960°C，燒結時間為2.5-4小時，得到真空燒 結混合物； (3) 再將真空燒結混合物在惰性氣體中冷卻至350-380 °C，然后注入三輥混煉機內(nèi)攪拌 密煉30-60分鐘，密煉溫度為450°C，并依次加入醋酸纖維、聚砜、聚乙烯吡啶、四羥基苯醌、 乙酸異丙烯酯，攪拌速度為500-800轉/分鐘； (4) 往步驟(3)得到的混合物中加入間硫甲酚、對氨基甲苯鄰磺酰苯胺、變性劑，攪拌均 勻后加壓至2-5MPa，攪拌速度為400-800轉/分鐘，攪拌溫度為450°C，保溫攪拌1小時； (5) 將步驟(4)得到的混合物直接注入模具壓制成型，將成型后的材料直接放入-30°C 的低溫箱中冷卻20-30分鐘； (6) 將低溫冷卻后的成型物料放入惰性氣體保存箱，冷卻至室溫，得到成品。5. 根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于步驟(3)和步驟(6)中的惰性氣體為氦 氣。
【文檔編號】C22C47/08GK105861967SQ201610446866
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】黃潤翔
【申請人】蘇州洪河金屬制品有限公司