[發明專利]Al-RE-Te三元中間合金及其制備方法

有效

• 申請號: 202110368937.4
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113106302B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 葉金文;劉穎;杜壯;楊璐霏;魏偉然
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/03;C22C1/02
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 黃幼陵

本發明所述Al?Re?Te三元中間合金，由質量分數3.0％～20.0％的Re、質量分數1.0％～6.0％的Te、質量分數74.0％～96.0％的Al組成。該Al?Re?Te三元中間合金的制備方法以Al錠及Re和Te為原料，將Re進行去除表面氧化層的處理，然后將去除表面氧化層的Re和Te用鋁箔包覆形成Re和Te的包覆物，再將Al錠在680～760℃加熱熔化，當Al錠部分熔化時加入覆蓋劑并保持前述溫度直至Al錠全部熔化形成Al熔體，然后將Al熔體升溫至800～940℃并在該溫度將鋁箔包覆的Re和Te分5～10批次用石墨鐘罩壓入Al熔體中，當壓入熔體的最后批次的鋁箔包覆的Re和Te完全熔化后，對熔體進行超聲處理，形成符合要求的Al?Re?Te三元中間合金熔體，然后降溫至680～720℃，澆注到預熱的金屬模具中，空冷至室溫即得到Al?Re?Te三元中間合金。

技術領域

本發明屬于中間合金技術領域，涉及Al-RE-Te三元中間合金及其制備方法。

背景技術

Al(鋁)合金具有資源豐富、密度小、價格低、耐腐蝕性強等優異特點，在汽車、飛機、建筑、電氣領域得到了廣泛的應用。但是Al合金在鑄造過程中極易出現偏析、氣孔等缺陷，嚴重影響了Al合金的鑄造性能，限制了Al合金在性能要求更高的領域應用。為了改善Al合金的鑄造性能，提高Al合金的強度及塑性，減少Al合金中存在的缺陷，通常采用添加RE(稀土元素)的技術措施。另外研究發現，Te(碲)作為Al合金的一種長效的變質劑，具有良好的變質作用，在Al合金中加入碲不僅能提高其力學性能，而且能提高其導電性能。因此，為了改善Al合金鑄造性能、減少缺陷及提高其力學性能和導電性能，在Al合金中同時添加RE和Te是可行的技術措施。

由于稀土元素RE的密度(例如Ce的密度6.80g/cm³、La的6.1g/cm³、Yb的6.9g/cm³、Pr的密度6.8g/cm³)及Te的密度(6.24g/cm³)遠大于鋁的密度(2.70g/cm³)，因而直接將RE單質、Te單質加入到鋁合金中易燒損和產生偏析。為了解決RE、Te的燒損和偏析問題，采取的技術方案是以中間合金的形式在鋁合金中加入RE和Te，但現有技術中僅存在Al-RE(Ce)、Al-Te二元中間合金，通過兩種二元中間合金在鋁合金中加入RE和Te存在的問題是導致制備含RE和Te鋁合金的工藝復雜，且成本增加。因此，開發Al-RE-Te三元中間合金對于含RE和Te鋁合金的生產具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，提供Al-RE-Te三元中間合金，以便簡化含RE和Te鋁合金的制備工藝并降低成本，本發明的再一目的是提供Al-RE-Te三元中間合金的制備方法，以得到RE和Te收得率高、合金成分穩定的Al-RE-Te三元中間合金。

本發明所述Al-RE-Te三元中間合金，由質量分數3.0％～20.0％的RE、質量分數1.0％～6.0％的Te、質量分數74.0％～96.0％的Al組成。

由于稀土元素具有相似的物理化學性質，本發明所述Al-RE-Te三元中間合金中的RE可以是現有稀土元素中的任一種或多種。

本發明所述Al-RE-Te三元中間合金的制備方法，工藝步驟如下：

(1)配料

以純度≥99.7％的Al錠及純度≥99.9％的RE和Te為原料，按上述Al-RE-Te三元中間合金中Al、RE、Te的質量分數計量Al錠、RE和Te；所述Al錠、RE和Te的純度均為質量百分數；

(2)RE的處理及RE和Te包覆

將稱量好的RE進行去除表面氧化層的處理，然后將去除表面氧化層的RE和稱量好的Te用鋁箔包覆形成多個RE和Te的包覆物；

(3)熔煉