[發明專利]一種熔體內原位多相混雜尺度陶瓷強化Al-Zn-Mg-Cu鋁合金及其制備方法

在審

• 申請號: 201811607766.0
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109576526A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 邱豐;趙建融;舒世立;楊宏宇
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;C22C21/10;C22F1/053
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 姜美洋

1.一種熔體內原位多相混雜尺度陶瓷強化Al-Zn-Mg-Cu鋁合金，其特征在于，所述熔體內原位多相混雜尺度陶瓷強化Al-Zn-Mg-Cu鋁合金的化學組成及其質量百分比為：Zn：5.1wt.％-6.1wt.％；Mg：2.1wt.％-2.9wt.％；Cu：1.2wt.％-2.0wt.％；Si：0wt.％-0.40wt.％；Fe：0wt.％-0.50wt.％；Mn：0wt.％-0.30wt.％；Ti：0wt.％-0.20wt.％；Cr：0.18wt.％-0.28wt.％；TiCN、TiB₂和AlN：0.05wt.％-0.4wt.％；余量為Al。

2.一種熔體內原位多相混雜尺度陶瓷強化Al-Zn-Mg-Cu鋁合金的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：將Al-Zn-Mg-Cu鋁合金升溫至1073-1123K，熔煉40-100min得到合金液，繼續升溫至1173-1183K；

其中，所述Al-Zn-Mg-Cu鋁合金的化學組成及其質量百分比為：Zn：5.1wt.％-6.1wt.％，Mg：2.1wt.％-2.9wt.％，Cu：1.2wt.％-2.0wt.％，Si：0wt.％-0.40wt.％，Fe：0wt.％-0.50wt.％，Mn：0wt.％-0.30wt.％，Ti：0wt.％-0.20wt.％，Cr：0.18wt.％-0.28wt.％，余量為Al；

步驟2：將Al粉、Ti粉、B₄C和BN混合粉末制成的圓柱形壓坯，在753-823K下預熱0.5-2h后，壓入所述合金液中1-2min后，機械攪拌1-5min；

其中，所述圓柱形壓坯加入的質量百分比為0.25wt.％-1wt.％；所述圓柱形壓坯的化學組成及其質量百分比為：Ti：19.73wt.％-26.31wt.％；B₄C：7.09wt.％-9.45wt.％；BN：3.18wt.％-4.24wt.％，余量為Al；所述B₄C粉和BN粉的摩爾比為1:1，所述Ti粉，B₄C粉和BN粉的摩爾比為9:2.4:2.4-9:2.8:2.8；

步驟3：降溫至1073-1123K，保溫3-5min，超聲處理3-10min，保溫3-5min，得到多相混雜尺度陶瓷強化的Al-Zn-Mg-Cu鋁合金液，

其中，所述多相混雜尺度陶瓷強化的Al-Zn-Mg-Cu鋁合金液中TiCN、TiB₂和AlN的質量百分比為：0.05wt.％-0.4wt.％。

3.如權利要求2所述的熔體內原位多相混雜尺度陶瓷強化Al-Zn-Mg-Cu鋁合金的制備方法，其特征在于，還包括對所述多相混雜尺度陶瓷強化的Al-Zn-Mg-Cu鋁合金液進行澆鑄成型：

向鋁合金液內通入氯氣和氬氣進行精煉處理2-5min，扒渣后保溫靜置；

將精煉后的鋁合金液在993-1023K的溫度下澆鑄到預熱后的金屬型模具中，得到鋁合金鑄坯。

4.如權利要求3所述的熔體內原位多相混雜尺度陶瓷強化Al-Zn-Mg-Cu鋁合金的制備方法，其特征在于，還包括對所述鋁合金鑄坯進行擠壓成型：

將所述鋁合金鑄坯進行均勻化熱處理，熱處理溫度為723K-773K，熱處理時間為12-35h；

將擠壓潤滑劑均勻涂抹在均勻化處理后的鋁合金鑄坯外側，加熱至773-833K，保溫30-60min，對所述鋁合金鑄坯施加軸向壓力進行擠壓成型；擠壓比為10:1-25:1。

5.如權利要求4所述的熔體內原位多相混雜尺度陶瓷強化Al-Zn-Mg-Cu鋁合金的制備方法，其特征在于，還包括：

對擠壓成型后的鋁合金進行固溶處理，固溶溫度為733-738K，固溶時間為30-180min；

將固溶后的鋁合金進行淬火處理，淬火介質為水，淬火轉移時間小于等于30s，淬火介質的溫度小于等于315K；

對淬火后的鋁合金進行多級時效處理，得到多相混雜尺度陶瓷強化的Al-Zn-Mg-Cu鋁合金。