[發明專利]一種氧化物彌散強化Al-Mg-Si鋁合金的制備方法

有效

• 申請號: 202010879936.1
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN112063868B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 陳旭;張彥;劉燁;章林;陳曉瑋;秦明禮;曲選輝
• 申請（專利權）人: 湘潭大學;北京科技大學
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;C22C21/08;C22C32/00;B22F3/105;B33Y10/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種氧化物彌散強化Al-Mg-Si鋁合金的制備方法，其特征在于，該方法首先采用目標Al-Mg-Si鋁合金的旋轉電極霧化粉末和納米氧化物制備粉末前驅體，接著將粉末前驅體在進行加熱，并進行高速攪拌，前驅體中剩余的有機物分解并被排除，粉末原料的團聚被打散，納米氧化物滲入旋轉電極霧化合金粉末顆粒表層，得超細氧化物彌散相包裹的Al-Mg-Si鋁合金粉末，最終在通過將納米氧化物包裹的Al-Mg-Si鋁合金粉末進行激光熔覆成形獲得氧化物彌散強化Al-Mg-Si鋁合金，所述方法包括如下步驟：

S1）將旋轉電極霧化Al-Mg-Si鋁合金粉末加入溶液中浸漬，再加入納米氧化物源，攪拌烘干，得到前驅體粉末，

S1.1）先調配濃度為4-10g·L^-1的前驅體溶液，將旋轉電極霧化Al-Mg-Si鋁合金粉加入溶液中浸漬10-30分鐘，得到懸混溶液；

所述前驅體溶液為聚二烯丙基二甲基氯化銨溶液或半胱氨酸溶液，

S1.2）將納米氧化物源懸混溶液攪拌0.5-6小時后將溶液烘干，前驅體粉末；

其中，所述納米氧化物的用量為使得最終制備得到的合金中的納米氧化物占Al-Mg-Si鋁合金的質量百分含量為0.01-5wt.%。

S2）將S1）得到前驅體粉末放入在氣氛保護的條件下，進行加熱，加熱至設定溫度保溫，同時進行高速攪拌，最終得到納米氧化物包覆的Al-Mg-Si鋁合金粉末；

S3）將S2）得到的納米氧化物包覆的鋁合金粉末進行激光熔覆成形，激光熔覆成形過程中控制工藝使金屬粉末被激光熔化形成熔池，并由熔池中液化金屬的流動將納米氧化物帶入熔池內部并均勻彌散分布，最終得到具有超細氧化物彌散相的Al-Mg-Si鋁合金。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述納米氧化物源為納米Y₂O₃和La₂O₃粉末中的一種；

所述旋轉電極霧化Al-Mg-Si鋁合金的成分為 ：0.4-0.9wt.%Mg、0.2-0.6wt.%Si、0.15-0.35wt.%Fe、0.01-0.1wt.%Cu、0.05-0.15wt.%Mn、0.05-0.15wt.%Ti、0.05-0.15wt.%Zn，Al為余量。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述S2）的具體步驟為：

S2.1)將得到的前驅體粉末置于真空環境下進行加熱，加熱至50-300℃, 進行保溫，

S2.2）同時采用攪拌螺旋槳以轉速為15000-40000轉/分鐘，攪拌0.5-4小時，得到納米氧化物包覆的Al-Mg-Si鋁合金粉末。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3）的具體步驟為：

S3.1）將得到納米氧化物包覆的Al-Mg-Si鋁合金粉末進行激光熔覆成形，鋪粉厚度為0.04-0.06mm；

S3.2）采用激光掃描，掃描速度為500-4000mm/s，掃描間距為0.02-0.075mm，熔池中液化金屬的流動將納米氧化物帶入熔池內部并均勻彌散分布，最終得到具有超細氧化物彌散相的Al-Mg-Si鋁合金。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述前驅體溶液濃度為6-8g·L^-1；

所述旋轉電極霧化Al-Mg-Si鋁合金的成分為 ：0.6-0.8wt.%Mg、0.4-0.55wt.%Si、0.2-0.25wt.%Fe、0.1wt.%Cu、0.1wt.%Mn、0.1wt.%Ti、0.1wt.%Zn ，Al為余量。

6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述納米氧化物的用量確保使得最終制備得到的合金中納米氧化物占Al-Mg-Si鋁合金的質量百分含量為0.1-2wt.%。

7.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述S2）中設定溫度為70-150℃；轉速為20000-30000轉/分鐘，攪拌0.5-2小時。

8.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述S3中）所述鋪粉厚度為0.045-0.055mm；掃描速度為1000-2000mm/s；掃描間距為0.03-0.05mm。