一种非晶增强铜基复合材料的制备方法，包括Cu40Zr44Ag8Al8基母合金坯料的制备，其特征是将母合金坯料粉碎，在真空条件下，采用快速感应熔化吹铸成直径为1-3mm的棒料，表面抛光处理，作为芯部材料与铜合金复合，芯部非晶合金的体积份数为20%-80%，在过冷液相区间，挤压比为3-10，挤压速率为0.1-0.3㎜/s的条件下挤压板材或棒材。本发明专利技术实现了强度和塑性的有效结合，提高了复合材料的综合性能；利用大块非晶合金的热塑性成形，该复合材料的形状不受限制，可以制备出各种型材，生产工艺灵活；同时，可以应用到其它类似合金体系，具有广阔的工业化应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料
，涉及的是一种复合材料的制备方法。
技术介绍
由于非晶合金具有短程有序而长程无序的结构，不存在影响合金性能的晶界、位错、堆垛层错等缺陷，具有优异的力学性能，耐蚀、耐磨性能以及优良的软磁性、超导性等特点，成为目前国际材料界研究的热点领域之一。然而，除了最近开发的少数非晶合金显示出宏观塑性以外，绝大部分非晶合金在服役过程表现为高度局域化，导致非晶合金缺乏明显的塑性变形。这些高度局域化的剪切带在形成过程中，由于应变软化和热软化，使得剪切带的形核与扩展同时发生，随后的变形几乎全部集中在该剪切带中，造成裂纹迅速扩展而发生突然断裂，表现为典型的脆性断裂。因此，非晶合金的应用遇到很大的瓶颈。最近，非晶合金的热塑性成形得到了广泛的研究。当非晶合金被加热至过冷液相区间(Supercooled Liquid Region, SLR)，合金呈现出一种独特的流变性能，即急剧的软化行为。非晶合金的热塑性成形正是充分利用了非晶合金在SLR的软化行为和热稳定性的优点。如果非晶合金在SLR中具有很高的热稳定性，初始晶化时间足够长，并且能够满足实际加工时间的范围，此时，具有很低粘度的非晶合金就能够像塑料一样进行成形。目前， 基于非晶合金热塑性成形的加工技术已有了一定的发展，如压缩成形、微加工成形、纳米成形、挤压成形、轧制成形和吹模成形等。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计一种新型复合材料，使其拥有非晶合金的高强度和晶体合金的良好塑性，实现强度和塑性的有效结合。本专利技术是通过以下技术方案实现的。(I)Cu40Zr44Ag8Al8大块非晶合金的制备将纯Cu、Zr、Ag和Al金属利用真空电弧炉熔化制备成Cu4c^r44Ag8Al8基母合金坯料；再将母合金坯料粉碎，在真空条件下，采用快速感应熔化吹铸成直径为l_3mm的棒料。(2)大块非晶合金的表面抛光处理。(3)把大块非晶合金作为芯部材料与铜合金复合，芯部非晶合金的体积份数为 20%-80%，在过冷液相区间，挤压比为3-10，挤压速率为0. 1-0. 3 mm/s的条件下挤压成形，制备出不同形状的板材和棒材。所述的表面抛光处理为机械抛光或者化学抛光处理。本专利技术具有显著的优点，实现了强度和塑性的有效结合，提高了复合材料的综合性能。利用大块非晶合金的热塑性成形，该复合材料的形状不受限制，可以制备出各种型材，如棒材、板材或者线材，生产工艺非常灵活；同时，外层晶体合金与芯部非晶组元也可以变更，应用到其它类似合金体系，如铝合金/铝基非晶、镁合金/镁基非晶等，材料选择多样化。因此，该复合材料的研制具有广阔的工业化应用前景。在棒材直径为3mm，大块非晶体积份数为20%条件下，该复合材料的抗拉强度 560MPa,屈服强度475MPa，延伸率3. 3% ；大块非晶体积份数为75%条件下，该复合材料的抗拉强度1409MPa，屈服强度1220MPa，延伸率3. 4%。附图说明图1为本专利技术726K挤压温度条件下获得的新型非晶增强铜基复合棒材。图2为本专利技术70 挤压温度条件下获得的新型非晶增强铜基复合棒材的横截面照片。图3为本专利技术Cu/ Cu40Zr44Ag8Al8复合材料的界面EDX能谱成分分析。结果表明界面处存在1.64 μ m厚度的界面层。具体实施例方式本专利技术将通过以下实施例作进一步说明。实施例1:(挤压棒材1) Cu4Jr44Ag8Al8大块非晶合金的制备将纯Cu、Zr、Ag和Al金属利用真空电弧炉熔化制备成Cu4Jr44Ag8Al8基母合金纽扣坯料；表面机械抛光处理，再将母合金粉碎，在真空条件下，采用快速感应熔化吹铸成直径为 3mm的Cu4Jr44Ag8Al8非晶合金棒料。新型非晶增强铜基复合材料(挤压棒材)的制备用制备好的外径为7 mm、内径为3 mm的中空铜合金管和上述Cu4ciZr44Ag8Al8非晶合金棒料，按挤压比5. 4，置于棒材挤压模具内，在挤压温度为703k，挤压速率为0. 1 mm /s的挤压工艺条件下进行挤压成形。最终得到所需的直径为3 mm的Cu4c^r44Ag8Al8基非晶增强铜基复合棒材。实施例2 (挤压棒材2 )Cu40Zr44Ag8Al8大块非晶合金的制备如实施例1所述。新型非晶增强铜基复合材料(挤压棒材)的制备用制备好的外径为7 mm,内径为3 mm的中空铜合金管和上述Cu4ciZr44Ag8Al8非晶合金棒料，按挤压比5. 4，置于棒材挤压模具内，在挤压温度为7 ,挤压速率为0. 3 mm /s的挤压工艺条件下进行挤压成形。最终得到所需的直径为3 mm的Cu4Jr44Ag8Al8基非晶增强铜基复合棒材。实施例3 (挤压板材)Cu40Zr44Ag8Al8大块非晶合金的制备如实施例1所述。新型非晶增强铜基复合材料(挤压板材)的制备用制备好的外径为9 mm,内径为3 mm的中空铜合金管和上述Cu4ciZr44Ag8Al8非晶合金棒料，按挤压比8. 1，置于板材挤压模具内，在挤压温度为703k，挤压速率为0. 3 mm /s的挤压工艺条件下进行挤压成形，最终得到厚2 mm，宽5 mm的Cu4c^r44Ag8Al8基非晶增强铜基复合板材。权利要求1. 一种，包括Cu4c^r44Ag8Al8基母合金坯料的制备， 其特征是将母合金坯料粉碎，在真空条件下，采用快速感应熔化吹铸成直径为l_3mm的棒料，表面抛光处理，作为芯部材料与铜合金复合，芯部非晶合金的体积份数为20%-80%，在过冷液相区间，挤压比为3-10，挤压速率为0. 1-0. 3 mm /s的条件下挤压板材或棒材。全文摘要一种，包括Cu40Zr44Ag8Al8基母合金坯料的制备，其特征是将母合金坯料粉碎，在真空条件下，采用快速感应熔化吹铸成直径为1-3mm的棒料，表面抛光处理，作为芯部材料与铜合金复合，芯部非晶合金的体积份数为20%-80%，在过冷液相区间，挤压比为3-10，挤压速率为0.1-0.3㎜/s的条件下挤压板材或棒材。本专利技术实现了强度和塑性的有效结合，提高了复合材料的综合性能；利用大块非晶合金的热塑性成形，该复合材料的形状不受限制，可以制备出各种型材，生产工艺灵活；同时，可以应用到其它类似合金体系，具有广阔的工业化应用前景。文档编号C22C1/00GK102191401SQ201110088158公开日2011年9月21日 申请日期2011年4月8日 优先权日2011年4月8日专利技术者刘勇, 张丽, 朱政强, 杨湘杰, 郭洪民 申请人:南昌大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 一种非晶增强铜基复合材料的制备方法，包括Ｃｕ４０Ｚｒ４４Ａｇ８Ａｌ８基母合金坯料的制备，其特征是将母合金坯料粉碎，在真空条件下，采用快速感应熔化吹铸成直径为１－３ｍｍ的棒料，表面抛光处理，作为芯部材料与铜合金复合，芯部非晶合金的体积份数为２０％－８０％，在过冷液相区间，挤压比为３－１０，挤压速率为０．１－０．３㎜／ｓ的条件下挤压板材或棒材。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，张丽，郭洪民，朱政强，杨湘杰，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：36
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