[發明專利]一種高強度鋁鐵合金材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110404785.9
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113088766A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 梁亞紅;李國偉;史志銘;韓永全;張瑞英;趙鴿
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業大學
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/03;C22F1/04
• 代理公司: 北京冠榆知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11666
• 代理人: 朱亞琦

1.一種高強度鋁鐵合金材料，其特征在于，所述鋁鐵合金材料由鋁、中間合金和變質劑組成；所述中間合金為Al-Fe合金，變質劑為Al-Er合金。

2.根據權利要求1所述的一種高強度鋁鐵合金材料，其特征在于，所述鋁的純度大于等于99.7wt％；所述中間合金中Fe的含量為20wt％；所述變質劑中Er的含量為10wt％。

3.根據權利要求1所述的一種高強度鋁鐵合金材料，其特征在于，所述高強度鋁鐵合金材料中Er的含量為0.11wt％-1.03wt％、Fe的含量為1.78wt％-1.91wt％，余量為鋁。

4.一種高強度鋁鐵合金材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟A：將鋁和中間合金在820℃下熔化40min；

步驟B：向鋁和中間合金的熔融體中加入變質劑，保溫20min，出爐；

步驟C：攪拌、扒渣后，將上述合金熔液澆注到預熱200℃、尺寸為100×30×100mm³的鋼模中，得到鑄態鋁鐵合金；

步驟D：將鑄態合金在480℃下均勻退火24h后，即得到高強度鋁鐵合金材料。

5.根據權利要求4所述的一種高強度鋁鐵合金材料的制備方法，其特征在于，在步驟A中：所述中間合金為Al-Fe合金，所述中間合金的制備方法包括如下步驟：

步驟A-1：按照鋁與鐵質量比為4:1準備原料，將鋁錠和鐵片在惰性氣氛下分別熔融；所述鋁錠中鋁含量大于或等于99.7wt％，所述鐵片中鐵的含量為99.6％-99.8％；

步驟A-2：將熔融后的液態鋁和液態鐵在惰性氣氛下混合到一起，攪拌扒渣使兩者混合均勻，得到鋁鐵合金液；

步驟A-3：將步驟A-2中的鋁鐵合金液保溫15min，出爐，進行澆鑄；

步驟A-4：將澆鑄得到的鋁鐵合金在320℃退火2h后，即得到中間合金Al-Fe合金。

6.根據權利要求4所述的一種高強度鋁鐵合金材料的制備方法，其特征在于，在步驟B中：所述變質劑為Al-Er合金，所述Al-Er合金的制備方法包括如下步驟：

步驟B-1：按照鋁與鉺質量比為9:1準備原料，將鋁錠在惰性氣氛下熔融；所述鋁錠中鋁含量大于或等于99.7wt％，所述鉺粉中鉺的含量大于或等于99.5％；

步驟B-2：當熔融液態鋁溫度升高到1550℃時，加入所述鉺粉，在惰性氣氛下，攪拌均勻使鉺粉完全熔融，然后保溫30min，得到鋁鉺合金液；

步驟B-3：將鋁鉺合金液澆鑄成型，并在350℃條件下退火2h，即得到變質劑Al-Er合金。

7.根據權利要求4所述的一種高強度鋁鐵合金材料的制備方法，其特征在于，在步驟A中：所述鋁的純度大于或等于99.7wt％。

8.根據權利要求4所述的一種高強度鋁鐵合金材料的制備方法，其特征在于，在步驟A中：控制所述鋁與所述中間合金的質量比，使所述高強度鋁鐵合金材料中Fe的含量為1.78wt％-1.91wt％。

9.根據權利要求4所述的一種高強度鋁鐵合金材料的制備方法，其特征在于，在步驟A中，所述中間合金中Fe含量為20wt％；在步驟B中，所述變質劑中Er的含量為10wt％。

10.根據權利要求4所述的一種高強度鋁鐵合金材料的制備方法，其特征在于，在步驟B中：控制所述變質劑的添加量，使所述高強度鋁鐵合金材料中Er的含量為0.11wt％-1.03wt％。