[發明專利]用于3D打印的含TiB2

有效

• 申請號: 202110441335.7
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113118435B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 江鴻翔;何杰;趙九洲
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: B22F1/12
• 分類號: B22F1/12;B22F1/065;B22F1/052;B33Y70/10;C22C21/10;C22C21/00;C22C32/00;C22C1/10;B22F9/08
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 馬海芳

1.一種用于3D打印的含TiB₂/TiC的鋁鋅鎂銅系合金粉末的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)根據用于3D打印的含TiB₂/TiC的鋁鋅鎂銅系合金粉末的成分稱量原料；其中，用于3D打印的含TiB₂/TiC的鋁鋅鎂銅系合金粉末，包括以下成分以及各個成分的質量百分比為：TiB₂: 6~15%；TiC: 0.3~0.5%；Zn: 5~10%；Mg: 1.5~2.5%；Cu: 1~2.5%；Zr: 0.08~0.15%；Sc: 0.1~0.25%；余量為鋁及不可避免的雜質；

將純鋁加熱熔化，調節鋁熔體溫度為730℃~780℃，向鋁熔體中加入純鋅、純銅、鎂的原料、Al-Zr中間合金和Al-Sc中間合金，攪拌并保溫30±10 min，得到成分均勻的鋁鋅鎂銅系合金熔體；鎂的原料為Al-Mg中間合金或純鎂；

(2)將鋁鋅鎂銅系合金熔體調節溫度為850℃~1100℃，向鋁鋅鎂銅系合金熔體中，加入氟鈦酸鹽、氟硼酸鹽和納米碳源的混合物，并在鋁鋅鎂銅系合金熔體表面添加氯化鈉、氯化鉀、氟鋁酸鉀、氟化鉀、氟化鈣和氟化鎂的混合物進行覆蓋；

其中，按質量百分比，氯化鈉：10~40%；氯化鉀：10~45%；氟鋁酸鉀：10~30%；氟化鉀：5~30%；氟化鈣：0.5~5%；氟化鎂：0.5~5%；其添加量為至少能夠將鋁鋅鎂銅系合金熔體表面完全覆蓋；

(3)在850℃~1100℃保溫反應30~60 min后，降溫至800±20℃，去除合金熔體表面的熔鹽及浮渣，并用氬氣對合金熔體進行精煉處理，處理后扒掉熔體表面的浮渣，得到精煉后合金熔體；

(4)將精煉后合金熔體進行澆鑄，冷卻后，得到含TiB₂/TiC顆粒的鋁鋅鎂銅系合金鑄錠；

(5)將含TiB₂/TiC顆粒的鋁鋅鎂銅系合金鑄錠作為氣霧化制粉原料，置于高壓氣體霧化制粉裝置中，加熱熔化并升溫至900~1000℃保溫10~30min，將1~3MPa的高壓氮氣/氬氣通過均勻分布的直徑為2~3 mm的微孔形成高速氣流，對合金熔體進行霧化，得到微米尺度的液球冷卻后，即為霧化后含TiB₂/TiC的鋁鋅鎂銅系合金粉末；

將霧化后含TiB₂/TiC的鋁鋅鎂銅系合金粉末進行篩分，得到粒徑為10~70μm的含TiB₂/TiC的鋁鋅鎂銅系合金粉末。

2.根據權利要求1所述的用于3D打印的含TiB₂/TiC的鋁鋅鎂銅系合金粉末的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，Al-Mg中間合金包括的成分及各個成分的質量百分比為：Mg為1-10%，余量為Al；

Al-Zr中間合金包括的成分及各個成分的質量百分比為：Zr為1-10%，余量為Al；

Al-Sc中間合金包括的成分及各個成分的質量百分比為：Sc為1-2%，余量為Al。

3.根據權利要求1所述的用于3D打印的含TiB₂/TiC的鋁鋅鎂銅系合金粉末的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，氟鈦酸鹽為Li₂TiF₆、Na₂TiF₆、K₂TiF₆、MgTiF₆中的一種或幾種；氟硼酸鹽LiBF₄、NaBF₄、KBF₄中的一種或幾種；納米碳源為碳納米管或納米碳粉。

4.根據權利要求1所述的用于3D打印的含TiB₂/TiC的鋁鋅鎂銅系合金粉末的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，氟鈦酸鹽、氟硼酸鹽和納米碳源混合物的加入量根據用于3D打印的含TiB₂/TiC的鋁鋅鎂銅系合金粉末中的TiB₂和TiC的含量確定，按摩爾比：氟鈦酸鹽的Ti：氟硼酸鹽的B=x:2x；氟鈦酸鹽的Ti：納米碳源的C=y:y，其中，氟鈦酸鹽的Ti的總摩爾數為：x+y，x和y為用于3D打印的含TiB₂/TiC的鋁鋅鎂銅系合金粉末中TiB₂和TiC的摩爾數。