[發明專利]一種基于納米原位/析出相調控機制的高強韌鋁合金型材的制備方法

有效

• 申請號: 202110022241.6
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112853175B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 蘇勇;陳健;張帥博
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C22F1/047
• 分類號: C22F1/047;C22C21/08;C22C21/18;C22C32/00;C22C1/10;C22F1/057
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

1.一種基于納米原位/析出相調控機制的高強韌鋁合金型材的制備方法，其特征在于：

首先在傳統擠壓鋁合金的基礎上提高Mg、Si元素的含量并加入Cu來進行微合金化處理，然后采用混合鹽法制備TiB₂和Mg₂Si多元增強原位增強鋁合金并進行擠壓處理，最后利用Cu調控GP區或β″前驅相的析出強化效果，得到高強韌的鋁合金型材；

所述高強韌鋁合金型材的合金成分按質量百分比構成如下：

元素	Cu	Mn	Mg	Zn	Cr	Si	Fe	Al
含量/%	1.0~1.3	0.1~0.2	1.2~2.0	0.2~0.3	0.04~0.35	0.8~1.2	0.7	余量；

包括如下步驟：

步驟1：TiB₂和Mg₂Si多元原位增強鋁合金的制備

1a、首先將配比量的純鋁放在石墨坩堝中，坩堝放置于配置有電磁攪拌裝置的電阻爐中加熱，設置電阻爐加熱溫度為760℃，電磁攪拌頻率9Hz；其他待加入合金在400℃環境下預熱；

1b、在鋁熔體熔化溫度達到760℃時，扒渣處理，隨后用鐘罩將已預熱的Al-Si、Al-Mg合金壓入鋁熔體中；

1c、待Al-Si、Al-Mg合金完全熔化后，控制爐溫，待熔體溫度達到760℃時，將已預熱的Al-Cu、Al-Zn、Al-Mn、Al-Cr合金加入鋁熔體中，進行微合金化處理；

1d、待加入合金完全熔化后，電阻爐繼續升溫，同時保持電磁攪拌，攪拌頻率9Hz；

1e、設置電阻爐溫度為850℃，采用旋轉噴吹法對鋁合金熔體進行除氣處理，混合鹽粉末隨吹氣過程加入爐內，混合鹽的成分為K₂TiF₆、KBF₄、Na₃AlF₆和CeO₂，在850℃下保溫40分鐘，保溫過程中伴隨著電磁攪拌；所述混合鹽中K₂TiF₆、KBF₄按化學計量比1:2的比例加入，添加量按制備TiB₂的質量分數來計算，Na₃AlF₆添加量為基體合金質量的1-3%，CeO₂添加量為基體合金質量的0.1-0.5%；

1f、保溫結束后，在750℃扒渣，然后將熔體澆鑄到預熱鑄鐵模具中，隨后開模取樣；鑄態試樣經冷加工成擠壓棒材，隨后進行擠壓處理；

步驟2：時效硬化

將步驟1中制備的TiB₂和Mg₂Si多元原位增強鋁合金擠壓棒材升溫至560℃并保溫10h，隨后降溫至180℃進行時效處理4h，得到高強韌的鋁合金型材。