[發(fā)明專利]超輕質(zhì)高模高強(qiáng)鑄造鋁鋰基復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810854570.5
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN108998700B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳量;李險峰;陳東;周聰;馬乃恒;王浩偉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C32/00;C22C1/10;C22F1/04;C22C1/06
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

1.一種超輕質(zhì)高模高強(qiáng)鑄造鋁鋰基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述鋁鋰基復(fù)合材料包括基體合金和分布在所述基體合金中的增強(qiáng)相；以占所述鋁鋰基復(fù)合材料的總重量計，所述基體合金包括如下質(zhì)量百分比含量的各元素：Li 2.5～3.5％、Cu 1～2.5％、Mg0.4～0.5％、Sc 0.15～0.2％、Zr 0.15～0.2％、Cd 0～0.2％、雜質(zhì)元素總含量小于0.2％以及余量為Al；所述增強(qiáng)相為TiB₂ ，所述TiB₂ 在鋁鋰基復(fù)合材料中的含量為1～15wt％，雜質(zhì)元素包括Fe、Si、K和Na中的一種或多種；

所述鋁鋰基復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟：

S1、通過原位自生反應(yīng)制備TiB₂ /Al母材合金，作為原料備用；

S2、按照比例稱取Al-Cu中間合金、Al-Mg中間合金、Al-Li中間合金、Al-Sc中間合金、Al-Zr中間合金、Al-Cd中間合金、TiB₂ /Al母材合金以及純鋁；

S3、將所述TiB₂ /Al母材合金和純鋁放入坩堝中融化，在750～760℃條件下，依次加入Al-Cu中間合金、Al-Mg中間合金、Al-Zr中間合金、Al-Sc中間合金、Al-Cd中間合金，熔化完全后，攪拌均勻并在熔體表面均勻撒入覆蓋劑；

S4、在保護(hù)氣氛下將Al-Li中間合金加入經(jīng)步驟S3處理后得到的熔體中，待完全熔化后，扒去表面浮渣并撒入覆蓋劑，攪拌均勻；

S5、將經(jīng)步驟S4處理后所得熔體進(jìn)行精煉、靜置，然后澆鑄到模具中得到鑄件，所得的鑄件進(jìn)行雙級固溶處理，所述雙級固溶處理包括先進(jìn)行第一級固溶處理，然后再進(jìn)行第二級固溶處理；其中，第一級固溶處理為460～500℃固溶處理32h，第二級固溶處理為520～540℃固溶24h。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超輕質(zhì)高模高強(qiáng)鑄造鋁鋰基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括對步驟S5所得的鑄件進(jìn)行雙級固溶處理后進(jìn)行單級時效處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超輕質(zhì)高模高強(qiáng)鑄造鋁鋰基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述單級時效處理的條件為170～190℃下處理24～32h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超輕質(zhì)高模高強(qiáng)鑄造鋁鋰基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟S3中，所述Al-Cu中間合金含Cu量為49～50wt％，所述Al-Li中間合金含Li量為9～11wt％，所述Al-Mg中間合金含Mg量為8.9～10.6wt％，所述Al-Zr中間合金含Zr量為4～5wt％，所述Al-Sc中間合金含Sc量為2～3wt％，所述Al-Cd中間合金含Cd量為9～10wt％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超輕質(zhì)高模高強(qiáng)鑄造鋁鋰基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟S3和步驟S4中，所述覆蓋劑包括質(zhì)量比為3:1的LiCl和LiF。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超輕質(zhì)高模高強(qiáng)鑄造鋁鋰基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟S5中，所述精煉包括不斷電用C₂Cl₆ 或氬氣精煉5～8分鐘；所述靜置的時間為3～5分鐘；所述澆鑄采用鋼制模具預(yù)先加熱至180～200℃。