[發明專利]一種制備Yb、La和SiC復合變質A356.2合金的方法

有效

• 申請號: 201710256439.4
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN107119203B
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 張少辰;冷金鳳;周慶波;王鶴;王琦
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;C22C1/06;C22C21/04
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

1.一種制備Yb、La和SiC復合變質A356.2合金的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）碳化硅的預處理：

（1）稱取5.25g的平均粒徑5nm-90nm的碳化硅，加入20ml的酒精，超聲分散30分鐘；

（2）將超聲完畢的碳化硅放入鼓風干燥箱中，70℃進行烘干2h；

（3）烘干完畢，放入研磨缽中研磨時間為2h；

（4）SiC放進石英坩堝，加熱至300℃±5℃保溫30min，再升溫至1200℃±5℃保溫5h，期間每隔30min攪拌，時間為40s；

（5）將預處理完畢后的SiC剔除大于100nm的顆粒；

2）SiC的后續處理：碳化硅的預處理后進行磁控濺射；

3）熔煉過程

（1）將超聲波坩堝加熱器中的電阻爐加熱至500℃~550℃，向石墨坩堝中加入純度為99.9%的鋁錠；

（2）升溫至730℃，待鋁錠全部熔化，加入Al-20%Si中間合金；

（3）等待Al-20%Si完全熔化，加入用鋁箔緊密包裹的純度為99.99%的Yb+La，其中鋁箔和Yb+La質量比為3:1，保溫5min，加入覆蓋劑，保溫40min-55min；

（4）保溫后第一次扒渣，扒渣完成后用石墨棒充分攪拌，繼續保溫15min；

（5）用石墨棒邊攪拌邊加入已經預熱40℃的SiC，SiC加入的位置為攪起半固態的漩渦中心，攪拌2min之內將SiC全部加入；

（6）待升溫至730℃時進行超聲，時間為30min；

（7）加入鋁箔緊密包裹的Mg，其中鋁箔和Mg的質量比為3:1并立即加入覆蓋劑，保溫5min；

（8）加入Al-5%Ti-1%C絲，進行第二次扒渣處理，攪拌均勻后在720℃進行澆注，澆注時用耐高溫的化學纖維細網進行過濾；

（9）澆注后熱處理，得到Yb、La和SiC復合變質A356.2合金；

所述的Yb、La和SiC復合變質A356.2合金的組分的質量百分比為：Si：6.5%-7.5%，Mg：0.30%-0.45%，Ti：0.05%-0.1%，Yb：0.3%-0.5%，La：0.3%-0.5%，納米SiC：0.5%-1.0%，Fe≤0.2%，Cu≤0.2%，Zn≤0.1%，其余雜質元素均≤0.05%，余量為Al。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，SiC的后續處理的步驟為：

（1）平均粒徑5nm-90nm的碳化硅基片放置在腔體內后，先用機械泵抽真空30min，然后開分子泵繼續抽真空15min，抽至1.3×10-3~4.0×10-3Pa的真空度，通入高純氬氣；

（2）打開基底升溫機制，將基片加熱至120℃，此過程可與分子泵抽真空過程同步；

（3）調節真空室內氣壓為0.5~1.1Pa，濺射電流0.25A，濺射時間為30s-300s。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔煉過程中步驟（6）中超聲的工作頻率20kHz，工作溫度為720℃，振幅≥10μm。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔煉過程中步驟（9）中熱處理的工藝為：535℃±3℃固溶5h；轉移時間3s，淬火時間為30s±3s；時效溫度為165℃±3℃，時效時間為4h。

5.一種權利要求1-4之一所述的制備Yb、La和SiC復合變質A356.2合金的方法采用的超聲波坩堝加熱器，其特征在于：包括超聲波發生器（1）、用于放置石墨坩堝的電阻爐（5）和支撐架（3），所述超聲波發生器（1）連接有超聲變幅桿（4）；

所述支撐架（3）包括固定套（31）、N個第一支撐桿（32）和N個豎直設置第二支撐桿（33），所述固定套（31）套裝在超聲波發生器（1）上，所述N個第一支撐桿（32）以固定套（31）為軸均勻分布；

所述第一支撐桿（32）的一端均連接在固定套（31）上、另一端均與第二支撐桿（33）的上端連接以實現對超聲波發生器（1）的支撐作用；

所述N為大于或等于2的自然數。