[發(fā)明專利]一種制備Yb、La和SiC復(fù)合變質(zhì)A356.2合金的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710256439.4
• 申請(qǐng)日: 2017-04-19
• 公開（公告）號(hào): CN107119203B
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張少辰;冷金鳳;周慶波;王鶴;王琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C1/10
• 分類號(hào): C22C1/10;C22C1/06;C22C21/04
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 李桂存

本發(fā)明公開了一種制備Yb、La和SiC復(fù)合變質(zhì)A356.2合金的方法，包括如下步驟：以納米級(jí)的SiC為顆粒增強(qiáng)體，經(jīng)過超高溫氧化處理后，再采用納米磁控濺射設(shè)備，將高純金屬Ti包裹在氧化處理后的SiC顆粒表面；且采用高純復(fù)合重稀土變質(zhì)和連續(xù)超聲輔助熔煉，以進(jìn)一步提高鑄造質(zhì)量。本發(fā)明采用自主研發(fā)的支架為輔助設(shè)備，可以使得SiC顆粒處于懸浮狀態(tài)就得以澆注。此制備方法簡(jiǎn)單、成本較低，生產(chǎn)周期短，擁有良好的產(chǎn)業(yè)化前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金的熔煉領(lǐng)域，具體涉及一種制備Yb、La和SiC復(fù)合變質(zhì)A356.2合金的方法。

背景技術(shù)

A356.2鋁合金是典型的Al-Si-Mg系三元合金，與A356.0，A356.1相比，F(xiàn)e的含量進(jìn)一步降低，并且加入了金屬Ti，更好地細(xì)化了晶粒。A356.2鋁合金可以鑄造形狀比較復(fù)雜的薄壁零件，因其鑄造性能優(yōu)秀，塑性高，所以應(yīng)用于汽車輪轂上面。

未加入變質(zhì)劑的A356.2合金，其基體中包含粗大的板片針尖狀初晶硅。晶粒越粗大，分布愈不均勻，材料的性能越不好。目前，生產(chǎn)行業(yè)都致力于改善傳統(tǒng)的A356.2合金性能，主要方法就是從源頭出發(fā)，改善粗大的顆粒，使其分布均勻化和圓潤(rùn)化，采用何種變質(zhì)劑，如何進(jìn)行變質(zhì)A356.2合金也是國(guó)內(nèi)外研究和發(fā)展的共同的問題。

19世紀(jì)人們發(fā)現(xiàn)了稀土元素可以變質(zhì)Al-Si鋁合金，且稀土元素可以長(zhǎng)時(shí)間過燒而不降低其細(xì)化效果。稀土還可以進(jìn)行除氣、除渣。對(duì)降低A356的氫脆現(xiàn)象也有改進(jìn)，但是，目前大部分研究?jī)H限于單獨(dú)添加輕稀土元素，對(duì)于重稀土元素，尤其是混合高純重稀土鐿和鑭的研究有限。

SiC-Al復(fù)合材料作為結(jié)構(gòu)材料以普遍應(yīng)用到直升機(jī)旋翼上、剎車盤等，但是，由于碳化硅的特殊性質(zhì)，使得制備SiC-Al復(fù)合材料極其困難。大多數(shù)人都采用粉末冶金的方法進(jìn)行制備，但此方法生產(chǎn)工藝繁瑣，燒結(jié)過程不易控制，不易制備體積較大的結(jié)構(gòu)件，且生產(chǎn)周期較長(zhǎng)。

CN106011507 A公開了一種Al-Mg-Si-Y稀土鋁合金及其制備方法，該方法加入中間合金以后每隔5分鐘進(jìn)行攪拌，雖然可以充分的攪拌均勻，但是由于攪拌過于頻繁，容易導(dǎo)致熔體內(nèi)進(jìn)入氣體。且制備稀土中間合金加大了生產(chǎn)周期，也易造成稀土元素的二次氧化。CN 100516261C公開了一種用富鈰混合稀土變質(zhì)A356合金原液的方法，在熔煉過程中進(jìn)行兩次磁力攪拌，此做法極易引起氣體進(jìn)入鋁合金溶液，且加入稀土變質(zhì)劑后，進(jìn)行磁力攪拌，導(dǎo)致稀土和氧氣充分接觸，燒損嚴(yán)重，降低變質(zhì)效果。CN 103451494A公開了一種一種鋁-硅-鐿鑄造鋁合金及制備方法。該方法采用電磁攪拌，但電磁攪拌的工作溫度高達(dá)到840℃，稀土嚴(yán)重?zé)龘p且保溫時(shí)間過短，稀土變質(zhì)具有一定的潛伏期，時(shí)間過短，不能夠很好的發(fā)揮稀土作用。CN 104178649 A公開了一種一種高性能鑭鐿鋁合金的制備方法，此方法鑄造出的合金未熱處理且超聲時(shí)間過短，超聲完畢后未能夠立即澆注，降低了超聲的效果。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種制備Yb、La和SiC復(fù)合變質(zhì)A356.2合金的方法，該方法環(huán)保安全，晶粒細(xì)化，鑄造質(zhì)量好，且減少生產(chǎn)周期。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種制備Yb、La和SiC復(fù)合變質(zhì)A356.2合金的方法，包括以下步驟：

1）碳化硅的預(yù)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(fēng)干燥箱中，70℃進(jìn)行烘干2h；

（3）烘干完畢，放入研磨缽中研磨時(shí)間為2h；

（4）SiC放進(jìn)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(shí)間為40s；