CN105499583A - 一种B4C/Al复合材料板材的制备方法 - Google Patents

一种B4C/Al复合材料板材的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105499583A
CN105499583A CN201510946812.XA CN201510946812A CN105499583A CN 105499583 A CN105499583 A CN 105499583A CN 201510946812 A CN201510946812 A CN 201510946812A CN 105499583 A CN105499583 A CN 105499583A
Authority
CN
China
Prior art keywords
preparation
extruding
powder
base
composite board
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510946812.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105499583B (zh
Inventor
杨剑
梁秋实
马书旺
刘坤
王健
杨志民
毛昌辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GRIMN Engineering Technology Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals filed Critical Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals
Priority to CN201510946812.XA priority Critical patent/CN105499583B/zh
Publication of CN105499583A publication Critical patent/CN105499583A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105499583B publication Critical patent/CN105499583B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/20—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by extruding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明公开了属于复合材料制备技术领域的一种B4C/Al复合材料板材的制备方法。所述制备方法的步骤为：原料粉末的混合、制备挤压初坯、板材挤压成型。用该方法制备的B4C/Al复合材料板材可以大幅度减少加工工序，提高原料利用率，降低生产成本。制备的B4C/Al复合材料板材具备较好的致密度，且力学性能和热中子吸收性能优良；抗拉强度可达280MPa，5mm厚的复合材料板材的热中子吸收率达90％以上。

Description

一种B4C/Al复合材料板材的制备方法
技术领域
本发明属于复合材料制备技术领域，具体涉及一种B4C/Al复合材料板材的制备方法。
背景技术
B4C/Al复合材料是一种兼具热中子吸收性能和力学性能的铝基复合材料，在核电站及核废料处理等领域有着良好的应用前景。通常，制备B4C/Al复合材料板材，需将原料粉末混合分散后，经过冷等静压、除气、热等静压制备成金属化初坯，再经过一次或多次变形加工和热处理后制成各种零部件进行使用。
但是采用上述方法制备的B4C/Al复合材料板材工序较长，并且在粉末等静压过程中原料利用率较低、劳动强度大，制约该材料的批量化生产。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，其目的在于提供一种B4C/Al复合材料板材的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种B4C/Al复合材料板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料粉末的混合：称取B4C粉末与铝粉末，在氩气保护下采用机械搅拌将两种原料粉末混合均匀；
所述B4C粉末占总量的质量分数为25-35％；
(2)制备挤压初坯：将混合均匀的原料粉末装入铝或铝合金包套内，在温度为450-550℃的条件下对包套抽真空后进行封焊，制成挤压初坯；
(3)板材挤压成型：对制成的挤压初坯进行加热，将加热后的挤压初坯进行预变形后进行挤压，制成B4C/Al复合材料板材。
步骤(1)中所述的铝粉末为纯铝粉末或6061铝合金粉末。
步骤(2)中所述包套抽真空后其真空度不低于10-2Pa。
步骤(3)中所述加热条件为：加热温度为460-510℃，加热时间为60-120min。
步骤(3)所述挤压的加压比为6:1-10:1。
本发明的有益效果为：用该方法制备的B4C/Al复合材料板材可以大幅度减少加工工序，提高原料利用率，降低生产成本。制备的B4C/Al复合材料板材具备较好的致密度，且力学性能和热中子吸收性能优良；抗拉强度可达280MPa，5mm厚的复合材料板材的热中子吸收率达90％以上。
具体实施方式：
实施例1：
(1)原料粉末的混合：称取质量分数为25％的B4C粉末，其余为6061铝合金粉末，在氩气保护下采用机械法将两种原料粉末混合均匀；
(2)制备挤压初坯：将混合均匀的原料粉末装入铝合金包套中，并使粉末填实；在490℃下，利用真空设备将包套内的气体排空并封焊，包套内真空度为5×10-2Pa，制成挤压初坯；
(3)板材挤压成型：将制成的挤压初坯于加热炉内加热到460℃，保温120min；然后将挤压初坯装入挤压设备中进行预变形，再以6:1的挤压比将挤压初坯挤压成板材。
制备的复合B4C/Al复合材料板材的致密度为99.3％，经测试，板材的抗拉强度为295MPa，5mm厚的复合材料的热中子吸收率达90％以上。
实施例2
(1)原料粉末的混合：称取质量分数为35％的B4C粉末，其余为铝粉末，在氩气保护下采用机械法将两种原料粉末混合均匀；
(2)制备挤压初坯：将混合均匀的原料粉末装入铝合金包套中，并使粉末填实；在510℃下，利用真空设备将包套内的气体排空并封焊，包套内真空度为5×10-2Pa，制成挤压初坯；
(3)板材挤压成型：将制成的挤压初坯于加热炉内加热到510℃，保温60min；然后将挤压初坯装入挤压设备中进行预变形，再以10:1的挤压比将挤压初坯挤压成板材。
制备的复合B4C/Al板材的致密度为99.5％，经测试，板材的抗拉强度为290MPa，5mm厚的复合材料的热中子吸收率达90％以上。
实施例3
(1)原料粉末的混合：称取质量分数为30％的B4C粉末，其余为铝粉末，在氩气保护下采用机械法将两种原料粉末混合均匀；
(2)制备挤压初坯：将混合均匀的原料粉末装入铝包套内，并使粉末填实；在530℃下，利用真空设备将包套内的气体排空并封焊，包套内真空度为6×10-2Pa，制成挤压初坯；
(3)板材挤压成型：将制成的挤压初坯于加热炉内加热到500℃，并保温90分钟；然后将挤压初坯装入挤压设备中进行预变形，再以8:1的挤压比将挤压初坯挤压成板材。
制备的复合B4C/Al板材的致密度为99.4％，经测试，板材的抗拉强度为290MPa，5mm厚的复合材料的热中子吸收率达90％以上。
实施例4
(1)原料粉末的混合：称取质量分数为30％的B4C粉末，其余为6061铝合金粉末，在氩气保护下采用机械法将两种原料粉末混合均匀；
(2)制备挤压初坯：将混合均匀的原料粉末装入铝包套内，并使粉末填实；在530℃下，利用真空设备将包套内的气体排空并封焊，包套内真空度为6×10-2Pa，制成挤压初坯；
(3)板材挤压成型：将制成的挤压初坯于加热炉内加热到500℃，并保温120min；然后将挤压初坯装入挤压设备中进行预变形，再以9:1的挤压比将挤压初坯挤压成板材。
制备的复合B4C/Al板材的致密度为99.2％，经测试，板材的抗拉强度为285MPa，5mm厚的复合材料的热中子吸收率达90％以上。

Claims (5)

1.一种B4C/Al复合材料板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料粉末的混合：称取B4C粉末与铝粉末，在氩气保护下采用机械搅拌将两种原料粉末混合均匀；
所述B4C粉末占总量的质量分数为25-35％；
(2)制备挤压初坯：将混合均匀的原料粉末装入铝或铝合金包套内，在温度为450-550℃的条件下对包套抽真空后进行封焊，制成挤压初坯；
(3)板材挤压成型：对制成的挤压初坯进行加热，将加热后的挤压初坯进行预变形后进行挤压，制成B4C/Al复合材料板材。
2.根据权利要求1所述的一种B4C/Al复合材料板材的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的铝粉末为纯铝粉末或6061铝合金粉末。
3.根据权利要求1所述的一种B4C/Al复合材料板材的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述包套抽真空后其真空度不低于10-2Pa。
4.根据权利要求1所述的一种B4C/Al复合材料板材的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述加热条件为：加热温度为460-510℃，加热时间为60-120min。
5.根据权利要求1所述的一种B4C/Al复合材料板材的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述挤压的加压比为6:1-10:1。
CN201510946812.XA 2015-12-16 2015-12-16 一种B4C/Al复合材料板材的制备方法 Active CN105499583B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510946812.XA CN105499583B (zh) 2015-12-16 2015-12-16 一种B4C/Al复合材料板材的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510946812.XA CN105499583B (zh) 2015-12-16 2015-12-16 一种B4C/Al复合材料板材的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105499583A true CN105499583A (zh) 2016-04-20
CN105499583B CN105499583B (zh) 2017-12-26

Family

ID=55708097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510946812.XA Active CN105499583B (zh) 2015-12-16 2015-12-16 一种B4C/Al复合材料板材的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105499583B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106978563A (zh) * 2017-04-11 2017-07-25 中国工程物理研究院材料研究所 一种新型Al‑B4C‑B中子吸收材料及其制备方法
CN109353599A (zh) * 2018-10-10 2019-02-19 中国工程物理研究院材料研究所 一种B4C/Al中子吸收材料坯体除气及长期保存的方法
CN111283008A (zh) * 2020-02-26 2020-06-16 凯维思轻量化智能制造研究院(菏泽)有限公司 一种多层弯曲结构的制造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3458146B2 (ja) * 1993-03-10 2003-10-20 独立行政法人物質・材料研究機構 アルミニウム基粒子分散型複合材料およびその製造方法
CN102534289A (zh) * 2010-12-09 2012-07-04 北京有色金属研究总院 颗粒增强铝基复合材料的挤压工艺
CN102676857A (zh) * 2012-05-18 2012-09-19 中国核动力研究设计院 高密度B4C-Al均质中子吸收材料的制备方法
CN104388764A (zh) * 2014-11-06 2015-03-04 华南理工大学 一种高熵合金增强的铝基复合材料及其制备方法
CN104611597A (zh) * 2013-11-01 2015-05-13 北京有色金属研究总院 颗粒增强铝基坯锭成型及脱气处理的方法
CN105112699A (zh) * 2015-06-25 2015-12-02 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种石墨烯/铝合金复合材料的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3458146B2 (ja) * 1993-03-10 2003-10-20 独立行政法人物質・材料研究機構 アルミニウム基粒子分散型複合材料およびその製造方法
CN102534289A (zh) * 2010-12-09 2012-07-04 北京有色金属研究总院 颗粒增强铝基复合材料的挤压工艺
CN102676857A (zh) * 2012-05-18 2012-09-19 中国核动力研究设计院 高密度B4C-Al均质中子吸收材料的制备方法
CN104611597A (zh) * 2013-11-01 2015-05-13 北京有色金属研究总院 颗粒增强铝基坯锭成型及脱气处理的方法
CN104388764A (zh) * 2014-11-06 2015-03-04 华南理工大学 一种高熵合金增强的铝基复合材料及其制备方法
CN105112699A (zh) * 2015-06-25 2015-12-02 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种石墨烯/铝合金复合材料的制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106978563A (zh) * 2017-04-11 2017-07-25 中国工程物理研究院材料研究所 一种新型Al‑B4C‑B中子吸收材料及其制备方法
CN106978563B (zh) * 2017-04-11 2018-10-02 中国工程物理研究院材料研究所 一种Al-B4C-B中子吸收材料及其制备方法
CN109353599A (zh) * 2018-10-10 2019-02-19 中国工程物理研究院材料研究所 一种B4C/Al中子吸收材料坯体除气及长期保存的方法
CN111283008A (zh) * 2020-02-26 2020-06-16 凯维思轻量化智能制造研究院(菏泽)有限公司 一种多层弯曲结构的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105499583B (zh) 2017-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB2539861B (en) Method for reinforcing metal material by means of graphene
CN102382997B (zh) 一种微波烧结制备WC-Co硬质合金的方法
CN103774020B (zh) 钼铼合金箔材的制备方法
CN105018768B (zh) 一种高性能铜铬触头材料及其制备方法
CN102380614B (zh) 一种钨镍铁合金薄板的制备方法
CN101928850A (zh) 一种W-Ti合金靶材的制备方法
CN104308161B (zh) 一种碳化硼/铝复合板材制备方法
CN102424918B (zh) 一种钼铜梯度复合材料的制备方法
CN105499583A (zh) 一种B4C/Al复合材料板材的制备方法
CN104313380A (zh) 一种分步烧结制备高致密度纳米晶硬质合金的方法
CN103526060A (zh) 一种铜钨合金的快速制备方法
CN102554215B (zh) 一种纳米级钽粉的热处理方法
CN104498748A (zh) 一种高性能粉末冶金高铌TiAl系金属间化合物的制备方法
CN105967718A (zh) 耐大电流镁电解用石墨阳极及其制备工艺
CN110468308A (zh) 一种低成本高性能铝基复合材料坯锭的制备方法
CN107311686A (zh) 一种石墨电极的新型制备工艺
CN106191511A (zh) 铜铬触头材料的制作方法
CN101624662B (zh) 一种微波熔渗制备W-Cu合金的方法
CN105478745B (zh) 一种低温烧结制备钨板坯的方法
CN101880807A (zh) 一种提高高比重钨合金杆材力学性能的生产工艺
CN106191499B (zh) 粉末冶金法制备高硅铝合金的方法
CN104911383A (zh) 一种制备Al2O3弥散强化铜合金的方法
CN106086513B (zh) 一种电真空用铜钼合金及其制备方法
CN104561625A (zh) 一种微波烧结制备高抗电弧烧蚀的铜钨复合材料的方法
CN102560168A (zh) 一种高密度中子吸收板的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190910

Address after: 101407 Beijing city Huairou District Yanqi Economic Development Zone Branch Hing Street No. 11

Patentee after: Research Institute of engineering and Technology Co., Ltd.

Address before: 100088 Beijing city Xicheng District Xinjiekou Avenue No. 2

Patentee before: General Research Institute for Nonferrous Metals