[發明專利]一種鋁鉬鉻錫鈮鋯合金材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710982142.6
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107723571A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 裴壽益
• 申請（專利權）人: 裴壽益
• 主分類號: C22C30/04
• 分類號: C22C30/04;C22C1/04
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 楊立,周玉婷

技術領域

本發明屬于合金材料技術領域，尤其涉及一種鋁鉬鉻錫鈮鋯合金材料及其制備方法。

背景技術

目前在動力、石化、航空及航天等領域，可在600℃以上高溫及一定應力作用下長期工作的金屬結構材料主要是錫基、鐵基及鈷基高溫合金，但這些材料均具有較高的密度(一般8.0g/cm3以上)，造成組件及設備的重量大，能源消耗大、使用效率低，甚至會帶來一些潛在的不安全因素，例如發動機輪盤及葉片轉動過程中由于錫基合金比重高導致內部產生巨大的離心力。因此，必須開發低密度、高比強的新型輕質高溫結構材料以適應相關行業領域發展的需要。

鉻錫鋁作為一種新型合金材料由于具有較高的室溫及高溫強度、良好的抗氧化性、較低的密度(約6g/cm3)，可替代傳統高溫結構材料，減輕構件重量，提高效率，降低能源消耗。由于鉻是一種高活性金屬，在熔煉溫度下能和許多元素起化學反應，因此上述合金材料的熔煉鑄造必須在真空中或在惰性氣氛保護下進行，設備要求及熔化溫度高(一般在2000℃以上)，導致材料的制備成本昂貴；另一方面，鉻合金鑄造性能不好，即使采用各種先進和妥善的鑄造工藝，也難避免出現各種鑄造缺陷例如縮孔等，從而直接降低合金的力學性能。Al含量較高時易產生偏析，在很大程度上影響合金組織性能的穩定性；為了消除鑄造應力和均勻化組織仍需在真空中進行退火處理。另外，鑄造后的錠材多需要機械加工，由于合金材料強度和硬度較高，造成后續加工比較困難。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種鋁鉬鉻錫鈮鋯合金材料及其制備方法，以解決上述技術問題的至少一種。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種鋁鉬鉻錫鈮鋯合金材料，包括以下重量份的組分：鉻90-100重量份、錫88-112重量份、鈮35-50重量份、鋯40-52重量份、鉬1-6重量份、鋁6-20重量份，其中，鉻的重量份比錫的重量份多1-5重量份。

本發明的有益效果是：發明人前期進行了大量的組分以及用量的篩選實驗，意外的發現，本發明的技術方案通過合理的配比以及各組分的組合具有顯著的技術效果。較好的解決了熔煉鑄造工藝能耗高，設備要求高的困難，簡化生產工藝，降低材料制造成本。該鋁鉬鉻錫鈮鋯合金材料冶煉過程穩定，合金成分均勻，偏析較少。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，包括以下重量份的組分：鉻95重量份、錫92重量份、鈮40重量份、鋯42重量份、鉬4重量份，鋁16重量份。

進一步，所述鋁鉬鉻錫鈮鋯合金材料的致密度為88％-94％。

進一步，所述鋁鉬鉻錫鈮鋯合金材料中的鉻、錫、鈮、鋯、鋁和鉬分別由鉻粉、錫粉、鈮粉、鋯粉、鋁粉和鉬預合金粉提供。

進一步，所述鉬預合金粉中鉬含量為20wt.％。

本發明還提供一種鋁鉬鉻錫鈮鋯合金材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，按配比稱取各組分，一起混勻，制得基礎配料；

步驟2，將步驟1所得到的基礎配料在球磨機內球磨，得到預合金粉末；

步驟3，將步驟2得到的預合金粉末過100目篩，得到細化粉末；

步驟4，將步驟3得到的細化粉末在150MPa-400MPa的條件下，壓制成坯料；

步驟5，將步驟4得到的坯料在2000-2400℃的條件下燒結，得到鋁鉬鉻錫鈮鋯合金材料。

具體實施方式

以下對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。

一種鋁鉬鉻錫鈮鋯合金材料，包括以下重量份的組分：一種鋁鉬鉻錫鈮鋯合金材料，包括以下重量份的組分：鉻90-100重量份、錫88-112重量份、鈮35-50重量份、鋯40-52重量份、鉬1-6重量份、鋁6-20重量份，其中，鉻的重量份比錫的重量份多1-5重量份。所述鋁鉬鉻錫鈮鋯合金材料的致密度為88％-94％。所述鋁鉬鉻錫鈮鋯合金材料中的鉻、錫、鈮、鋁和鉬分別由鉻粉、錫粉、鈮粉、鋁粉和鉬預合金粉提供。所述鉬預合金粉中鉬含量為20wt.％。制備時，包括以下步驟：步驟1，按配比稱取各組分，一起混勻，制得基礎配料；步驟2，將步驟1所得到的基礎配料在球磨機內球磨，得到預合金粉末；步驟3，將步驟2得到的預合金粉末過100目篩，得到細化粉末；步驟4，將步驟3得到的細化粉末在150MPa-400MPa的條件下，壓制成坯料；步驟5，將步驟4得到的坯料在2000-2400℃的條件下燒結，得到鋁鉬鉻錫鈮鋯合金材料。

下面通過具體的實施例來進行介紹。

實施例1