[發(fā)明專利]制造結(jié)晶鋁-鐵-硅合金的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910120107.2
• 申請(qǐng)日: 2019-02-18
• 公開（公告）號(hào): CN110193597B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: Z·劉;D·B·哈達(dá)德;T·齊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B22F1/142
• 分類號(hào): B22F1/142;C22C21/00;C22C30/00;B22F9/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 韋欣華;楊思捷

1.一種制造結(jié)晶鋁-鐵-硅合金的方法，所述方法包括：

提供含鋁、鐵和硅的復(fù)合粉末，其包括非晶相和在25℃的環(huán)境溫度下具有六方晶體結(jié)構(gòu)的第一結(jié)晶相，按重量計(jì)，所述復(fù)合粉末包含41-55％的鋁、33-48％的鐵和9-13％的硅；以及

在850℃至950℃的溫度下加熱所述復(fù)合粉末，以將至少一部分所述非晶相轉(zhuǎn)變?yōu)樗龅谝唤Y(jié)晶相，并將所述復(fù)合粉末轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶鋁-鐵-硅合金，

其中所述復(fù)合粉末不是通過熔融材料的快速凝固形成的，

其中所述第一結(jié)晶相是所述結(jié)晶鋁-鐵-硅合金中的主要相，以及

其中所述結(jié)晶鋁-鐵-硅合金不包括非晶相。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一結(jié)晶相在原子基礎(chǔ)上包含64-66.5％的鋁、24-25％的鐵和9.5-11％的硅。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一結(jié)晶相表現(xiàn)a=0.7509nm±0.005nm和c=0.7594nm±0.005nm的晶格參數(shù)。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一結(jié)晶相表現(xiàn)P6₃/mmc晶體空間群。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一結(jié)晶相的密度小于5.0g/cm³。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述結(jié)晶鋁-鐵-硅合金包含第二結(jié)晶相，所述第二結(jié)晶相表現(xiàn)出正交晶系或三斜晶系的晶體結(jié)構(gòu)中的至少一種，并且其中，按重量計(jì)，所述第一結(jié)晶相占所述結(jié)晶鋁-鐵-硅合金的大于65％，以及按重量計(jì)，所述第二結(jié)晶相占所述結(jié)晶鋁-鐵-硅合金的小于32％。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述復(fù)合粉末在900℃至930℃的溫度下加熱，以將至少一部分所述非晶相轉(zhuǎn)變?yōu)樗龅谝唤Y(jié)晶相，其中所述結(jié)晶鋁-鐵-硅合金包含表現(xiàn)出正交晶系或三斜晶系的晶體結(jié)構(gòu)中的至少一種的第二結(jié)晶相，并且其中，按重量計(jì)，所述第一結(jié)晶相占所述結(jié)晶鋁-鐵-硅合金的大于85％，以及按重量計(jì)，所述第二結(jié)晶相占所述結(jié)晶鋁-鐵-硅合金的小于15％。

8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述復(fù)合粉末通過以下方法制備：

提供粉末形式的含鋁、鐵和硅的前驅(qū)體材料，所述含鋁、鐵和硅的前驅(qū)體材料包括金屬粉末混合物或預(yù)合金金屬粉末中的至少一種；以及

機(jī)械合金化所述前驅(qū)體材料。

9.一種制造結(jié)晶鋁-鐵-硅合金部件的方法，所述方法包括：

提供含鋁、鐵和硅的復(fù)合粉末，其包括非晶相和在25℃的環(huán)境溫度下具有六方晶體結(jié)構(gòu)的第一結(jié)晶相；

將所述復(fù)合粉末引入模具中；

將所述模具中的所述復(fù)合粉末在850℃至950℃的溫度下加熱，持續(xù)時(shí)間為0.5小時(shí)至36小時(shí)，以將至少一部分所述非晶相轉(zhuǎn)變?yōu)樗龅谝唤Y(jié)晶相，并且將所述復(fù)合粉末轉(zhuǎn)變成結(jié)晶鋁-鐵-硅合金，其中所述第一結(jié)晶相是所述結(jié)晶鋁-鐵-硅合金中的主要相；以及

將所述結(jié)晶鋁-鐵-硅合金固結(jié)在所述模具中，產(chǎn)生固態(tài)結(jié)晶鋁-鐵-硅合金部件，

其中使用至少一種選自下組的粉末冶金工藝將所述結(jié)晶鋁-鐵-硅合金固結(jié)在所述模具中：壓制和熱固結(jié)。

10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述復(fù)合粉末暴露于低于大氣壓的環(huán)境或所述模具中的惰性氣體環(huán)境中，以及

其中通過在850℃至950℃的溫度下加熱所述結(jié)晶鋁-鐵-硅合金并對(duì)所述結(jié)晶鋁-鐵-硅合金在100kN/m²至500kN/m²的范圍內(nèi)施加壓力，持續(xù)時(shí)間為20秒至40秒，將所述結(jié)晶鋁-鐵-硅合金固結(jié)在所述模具中。

11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中使用燒結(jié)將所述結(jié)晶鋁-鐵-硅合金固結(jié)在所述模具中。

12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中使用熱壓將所述結(jié)晶鋁-鐵-硅合金固結(jié)在所述模具中。

13.如權(quán)利要求9所述的方法，其中使用至少一種選自下組的粉末冶金工藝將所述結(jié)晶鋁-鐵-硅合金固結(jié)在所述模具中：熱等靜壓壓制、冷等靜壓壓制和熱擠壓。