[發明專利]一種高熔點差合金及其固液混合成型制備方法

有效

• 申請號: 202110142351.6
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112961997B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 邱從章
• 申請（專利權）人: 邱從章
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;B22D21/02;B22D21/04;B22D27/04;C21D1/26;C22C18/00;C22C21/00;C22C23/00;C22F1/04;C22F1/06;C22F1/16
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 鐘丹;魏娟

本發明公開了一種高熔點差合金及其固液混合成型制備方法，所述制備方法為配取A金屬塊、B金屬塊，置于坩堝中，升溫使A金屬塊與B金屬塊完全熔化后，再保溫20min以上，然后降溫至使所得熔體為固液混合狀態，且熔體中液相組成的占比為40％～90％，再將熔體澆注于模具中，冷卻至B金屬熔點以下進行均溫處理，再冷卻至室溫獲得坯體，坯體經后處理即得高熔點差合金；所述A選自鈦、銅、鐵、鎳、鉻以及17種稀土元素中的至少一種；所述B選自鋁、鎂、鋅中的一種，所制備的高熔點差合金，所述高熔點差合金氧含量小于0.1％，其它雜質含量總和小于0.1％，相對密度大于98％，平均晶粒尺寸小于100μm，A金屬在高熔點差合金的成份均勻度小于±5％。

技術領域

本發明涉及高熔點差合金的制備技術領域，特別涉及一種高熔點差合金及其固液混合成型制備方法。

背景技術

高熔點差合金一般采用鑄錠冶金方法或粉末冶金方法制備。其中常規鑄錠冶金方法制備出來的合金易帶來偏析等缺陷，且因熔點差的物相物理性能存在較大差異，凝固過程易出現微裂紋或多孔的現象；采用粉末冶金方法可以制備出致密度比較高的高熔點差合金，但制備周期較長，且由于在制備過程中粉末易吸氧，造成合金的氧含量較高，難以受到有效控制。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種高熔點差合金的固液混合成型制備方法，通過本發明制備方法簡單、可控，可制得制得氧含量可控且組織均勻的高熔點差鋁基合金。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案如下：

本發明一種高熔點差合金的固液混合成型制備方法，包括以下步驟：

配取A金屬塊、B金屬塊，置于坩堝中，升溫使A金屬塊與B金屬塊完全熔化后，再保溫20min以上，然后降溫至使所得熔體為固液混合狀態，且熔體中液相組成的占比為40％～90％，再將熔體澆注于模具中，冷卻至B金屬熔點以下進行均溫處理，再冷卻至室溫獲得坯體，坯體經后處理即得高熔點差合金；所述A選自鈦、銅、鐵、鎳、鉻以及17種稀土元素中的至少一種；所述B選自鋁、鎂、鋅中的一種。

在本發明中，采用的原料為A金屬塊、B金屬塊，可以看到，A金屬與B金屬具有高的熔點差，因此所制備的AB合金為高熔點差合金。

本發明提供的固液混合成型制備方法，充分熔化后固液混合成型，在快速凝固過程中液相和固相協調作用，可有效緩解相與相之間的應力和缺陷的產生，且在降溫過程存在一定的壓力，增加了材料的致密性。

在本發明中，通過控制降溫的溫度點，使得用于澆注于模具中的熔體為固液混合狀態，且熔體中液相組成的占比為40％～90％。該降溫的溫度點，位于高熔點差合金液相線與固相線之間，可通過A金屬塊、鋁塊的相圖確定。在該溫度點范圍，所得熔體處于固液混合狀態，且具有較好的流動性。在本發明中，一定要確保用于澆注于模具中的熔體液相組成的占比為40％～90％，若，熔體的液相成分較多，不利于固液混合成型，得到的坯體晶粒粗大；若熔體的固相成分較多，粘度高，不利于成形，且成分均勻度差。

進一步的優選，所得熔體為固液混合狀態，且熔體中液相組成的占比為70％～80％。

優選的方案，所述A選自鈦、鎳、鈧中的至少一種，

優選的方案，所述A金屬塊、B金屬塊的純度不低于99.95％，優化為不低于99.995％,進一步優化為不低于99.9995％。

在實際操作過程中，A金屬塊、B金屬塊均先進行除氧除雜處理，例如經重熔去除表面的雜物，或經酸性活化液或堿性活化液活化處理并用酒精清洗晾干，以便降低原材料的雜質含量。

優選的方案，所述A金屬塊的配取量大于A金屬塊與B金屬塊總質量的5％。

進一步的優選，所述A金屬塊的配取量為A金屬塊與B金屬塊總質量的12～40％。