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結合磁場熱處理制備納米級多層金屬基復合材料的方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510938248.7

申請日:

2015.12.15

公開號:

CN105478520A

公開日:

2016.04.13

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):B21C 37/02申請日:20151215|||公開
IPC分類號: B21C37/02; B21B1/38; C22F1/02 主分類號: B21C37/02
申請人: 東北大學
發明人: 張林; 王恩剛; 滿田囡; 左小偉; 項兆龍; 賈鵬
地址: 110819遼寧省沈陽市和平區文化路3號巷11號
優先權:
專利代理機構: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109 代理人: 梁焱
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510938248.7

授權公告號:

105478520B||||||

法律狀態公告日:

2017.05.10|||2016.05.11|||2016.04.13

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種結合磁場熱處理制備納米級多層金屬基復合材料的方法,屬于金屬材料制備領域。包括如下步驟:(1)基片的預處理:選取基片后,退火,切割并疊放;(2)壓制成板:將疊放好的基片放在不銹鋼套筒中,進行壓制;(3)軋制;(4)熱處理:取出不銹鋼內部的多層金屬基復合材料,根據多層金屬基復合材料的鐵磁性元素層的厚度,判斷熱處理的工藝是否為熱處理和穩恒磁場相結合;(5)根據多層金屬基復合材料的鐵磁性元素層的厚度判斷工藝的終止條件。本發明的制備方法,利用強磁場抑制了納米相的粗化,增強納米相的織構取向;制備出的納米級多層金屬基復合材料,納米層的平均厚度小于20nm,與現有技術相比,硬度提高了10~35%左右,電阻也提高了10~35%左右。

權利要求書

1.一種結合磁場熱處理制備納米級多層金屬基復合材料的方法,其特征在于,包括如下步驟:
步驟1,基片的預處理:
(1)選取基片的方式為(a)或(b):
(a)選取1種合金基片,其中,基片厚度均為0.02~0.5mm,基片數目為2~50片;
(b)選取2種或2種以上的基片,其中,基片為合金和/或金屬,基片厚度均為0.02~0.5mm,
基片數目為2~50片;
(2)在真空或保護氣氛下對基片進行退火處理:退火溫度為400~700℃,退火時間為
30~90min;
(3)將基片清洗,打磨、去氧化皮,表面除油后,切割成長方體,其中,切割后各基片的
長和寬分別相等,各基片的厚度要求為:相同材質的基片厚度相等,不同材質的基片厚度相
等或不相等;
(4)將各基片按順序疊放在一起,疊放順序為:當基片為1種材質時,累加疊放;當基片
材質大于等于2種時,每相鄰的兩片基片的材質不同;
步驟2,壓制成板:
(1)選取壁厚為0.4~1mm的不銹鋼制成套筒,將不銹鋼套筒退火處理:在900~1000℃保
溫30~60min;
(2)把疊放好的基片放入退火后的不銹鋼套筒中,采用壓力機將不銹鋼套筒和疊放好的基
片壓制成厚度≤5mm的長條復合板,并使長條復合板表面的壓強保持為2~20t/cm2,保壓
5~20min,;
(3)將長條復合板一端打磨,以便軋機咬入;
步驟3,軋制:
將長條復合板進行多道次軋制,軋制道次為1~100次,軋制變形率為40~90%,長條復
合板內部的基片轉變為多層金屬基復合材料;
步驟4,熱處理:
(1)將軋制后的長條復合板邊緣切開,取出內部的多層金屬基復合材料,去除邊裂部分;
(2)測取多層金屬基復合材料的鐵磁性元素層的厚度,進行如下操作:
當多層金屬基復合材料的鐵磁性元素層的平均厚度>200nm時:
多層金屬基復合材料在真空或保護氣氛下,進行退火處理,其中,退火溫度為400~700℃,
退火時間為12~60min;
當多層金屬基復合材料的鐵磁性元素層的平均厚度≤200nm時:
多層金屬基復合材料在真空或保護氣氛下,進行退火處理,其中,退火溫度為400~700℃,
退火時間為12~60min;退火的同時對多層金屬基復合材料施加穩恒磁場,其中,磁場強度為
1~31T,磁場方向與多層金屬基復合材料的鐵磁性元素層平行;
步驟5,實現成品厚度:
測取多層金屬基復合材料的鐵磁性元素層的厚度,進行如下操作:
當多層金屬基復合材料的鐵磁性元素層的平均厚度≤20nm時,停止操作;
當多層金屬基復合材料的鐵磁性元素層的平均厚度>20nm時,進行(a)和(b):
(a)將多層金屬基復合材料沿垂直鐵磁性元素層的方向平均切割,得到2~20塊多層金屬基
復合材料,并疊放在一起,其中,每塊多層金屬基復合材料形狀大小相同;
(b)用疊放好的多層金屬基復合材料替換疊放好的基片,重復步驟2、步驟3和步驟4,
直至多層金屬基復合材料的鐵磁性元素層的平均厚度≤20nm,停止操作。
2.根據權利要求1所述的結合磁場熱處理制備納米級多層金屬基復合材料的方法,其特征在
于,所述的步驟1(1)中,合金基片為銅鐵合金或銅鈷合金,金屬基片為:銅、銀、鎳或鐵。
3.根據權利要求1所述的結合磁場熱處理制備納米級多層金屬基復合材料的方法,其特征在
于,所述的步驟4,當多層金屬基復合材料的鐵磁性元素層的平均厚度≤200nm時,退火的同
時施加磁場,抑制多層納米結構在熱處理下的粗化。
4.根據權利要求1所述的結合磁場熱處理制備納米級多層金屬基復合材料的方法,其特征在
于,所述的步驟5中,經循環共軋制3次后,多層金屬基復合材料沿垂直鐵磁性元素層的平
均厚度降至50~100nm,經循環共軋制4~10次后,多層金屬基復合材料沿垂直鐵磁性元素層
的平均厚度降至5~20nm。
5.根據權利要求1所述的結合磁場熱處理制備納米級多層金屬基復合材料的方法,其特征在
于,所述的步驟中的保護氣氛為惰性氣體或氮氣保護,所述的抽真空時,真空度≥9*10-2Pa。

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結合 磁場 熱處理 制備 納米 多層 金屬 復合材料 方法
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