[發(fā)明專利]一種鋁基合金、鋁基復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011099168.4
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112195358A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈義旺;劉政材;宋東福;夏鵬;周楠;鄭開宏
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省科學(xué)院材料與加工研究所
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;C22C21/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 覃蛟

1.一種鋁基合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將K₂TiF₆和KBF₄的混合物與Al熔體于第一次超聲振動條件下混合反應(yīng)，反應(yīng)完成后冷卻至不低于720℃且不高于750℃，保溫5-10min，待溫度穩(wěn)定后再依次進(jìn)行第二次超聲振動和澆注。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，第一次超聲振動和第二次超聲振動均于1-1.5kW的條件下進(jìn)行3-6min。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述K₂TiF₆和所述KBF₄的混合物與所述Al熔體反應(yīng)后理論生成TiB₂顆粒與所述Al熔體的質(zhì)量比為1％-10％；

優(yōu)選地，所述Al熔體的原料為工業(yè)純鋁；

優(yōu)選地，所述Al熔體的溫度為800-850℃；

優(yōu)選地，所述K₂TiF₆和所述KBF₄的混合物與所述Al熔體在800-850℃的保溫條件下混合；

優(yōu)選地，所述K₂TiF₆和所述KBF₄的混合物與所述Al熔體分批混合。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，第一次超聲振動過程中，超聲探頭浸入所述Al熔體內(nèi)10-30mm；

優(yōu)選地，第二次超聲振動過程中，超聲探頭浸入經(jīng)第一次超聲振動后的混合熔體內(nèi)10-30mm；

優(yōu)選地，兩次超聲振動所用的超聲探頭均為Ti合金材質(zhì)；

優(yōu)選地，所述混合熔體冷卻至720-730℃后保溫5-10min，待溫度穩(wěn)定后再進(jìn)行第二次超聲振動。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述K₂TiF₆和所述KBF₄的混合物的制備包括：將所述K₂TiF₆和所述KBF₄以Ti和B的摩爾比為1:2-2.5混合；

優(yōu)選地，還包括將混合后的所述K₂TiF₆和所述KBF₄進(jìn)行烘干；

優(yōu)選地，烘干溫度為200-300℃，烘干時間大于或等于2h；

優(yōu)選地，澆注后還包括進(jìn)行空冷凝固。

6.一種鋁基合金，其特征在于，由如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的制備方法制備而得；

優(yōu)選地，所述鋁基合金的平均晶粒尺寸為30-40μm；

優(yōu)選地，所述鋁基合金中TiB₂的平均顆粒尺寸小于1μm，更優(yōu)小于500nm；

優(yōu)選地，所述鋁基合金中TiB₂顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于10％。

7.如權(quán)利要求6所述的鋁基合金的應(yīng)用，其特征在于，所述鋁基合金用于生產(chǎn)航空航天器件、汽車制造器件、電子器件或體育器材。

8.一種鋁基復(fù)合材料，其特征在于，由如權(quán)利要求6所述的鋁基合金以及Al材料和合金元素制備而得；

優(yōu)選地，所述合金元素包括Cu、Si、Mn、Mg和Zn中的至少一種。

9.如權(quán)利要求8所述的鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將所述Al材料以及所述合金元素加熱至700-800℃后與所述鋁基合金重熔，冷卻至720-750℃后進(jìn)行第三次超聲振動，再澆注入模；

優(yōu)選地，第三次超聲振動于1-1.5kW的條件下進(jìn)行3-6min；

優(yōu)選地，第三次超聲振動過程中，超聲探頭浸入重熔后的熔體內(nèi)10-30mm。

10.如權(quán)利要求8所述的鋁基復(fù)合材料的應(yīng)用，其特征在于，所述鋁基復(fù)合材料用于生產(chǎn)航空航天器件、汽車制造器件、電子器件或體育器材。