[發(fā)明專利]一種低溫制備原位納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011306962.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112522533B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳飛;王彬彬;趙玉濤;張津榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C1/10
• 分類號(hào): C22C1/10;C22C1/02;C22C1/06;C22C21/00;C22C32/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種低溫制備原位納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的方法，其特征在于，具體步驟如下：

1)將兩種工業(yè)級(jí)氟鹽KBF₄和K₂ZrF₆，進(jìn)行烘干處理以去除其中吸附的水汽和結(jié)晶水，在電阻爐或感應(yīng)爐中低溫熔煉鋁合金基體；

2)根據(jù)目標(biāo)復(fù)合材料中ZrB₂顆粒含量，確定并稱取兩種氟鹽，之后將氟鹽混合均勻；目標(biāo)復(fù)合材料中ZrB₂增強(qiáng)體顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍在3％～7％之間，KBF₄和K₂ZrF₆按照反應(yīng)式6KBF₄+3K₂ZrF₆+10Al＝3ZrB₂+K₃AlF₆+9KAlF確定，保持B:Zr摩爾比為2:1，氟鹽混合方法為手工混合，或采用混料機(jī)混合；

3)當(dāng)鋁熔體溫度達(dá)到660℃-670℃時(shí)，去除表面熔渣，開(kāi)始在鋁熔體上表面施加高速機(jī)械攪拌形成表層漩渦，并且立刻將KBF₄和K₂ZrF₆混合鹽加入鋁熔體表層漩渦中；

4)保溫、攪拌結(jié)束之后，去除鋁熔體上層的液態(tài)反應(yīng)副產(chǎn)物，進(jìn)行升溫、精煉、澆鑄，得到原位納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。

2.如權(quán)利要求1所述的一種低溫制備原位納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的方法，其特征在于，所述的步驟(1)中，KBF₄和K₂ZrF₆的烘干溫度為200±10℃，烘干時(shí)間大于2小時(shí)，烘干設(shè)備為鼓風(fēng)干燥箱；鋁合金基體低溫熔煉溫度控制在純鋁熔點(diǎn)附近，即660-670℃。

3.如權(quán)利要求1所述的一種低溫制備原位納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的方法，其特征在于，步驟(3)中，攪拌強(qiáng)度為1000轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)長(zhǎng)為15分鐘。

4.如權(quán)利要求1所述的一種低溫制備原位納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的方法，其特征在于，步驟(3)中，混合鹽經(jīng)加料管加入熔體表面的漩渦中，混合鹽溫度預(yù)熱至150-200℃，誘發(fā)混合鹽與低溫鋁熔體之間的發(fā)生放熱反應(yīng)形成納米ZrB₂顆粒。

5.如權(quán)利要求1所述的一種低溫制備原位納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的方法，其特征在于，步驟(4)中，攪拌結(jié)束后，立即去除鋁熔體表面副產(chǎn)物，將熔體溫度升至720℃后進(jìn)行精煉，并進(jìn)行金屬模鑄造，得到原位納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。