[發明專利]耐熱高強Al-Si系合金及其制備方法

有效

• 申請號: 202210397222.6
• 申請日: 2022-04-15
• 公開（公告）號: CN114737092B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 劉相法;李道秀;韓夢霞;劉思達;孫謙謙;劉桂亮
• 申請（專利權）人: 山東大學;山東邁奧晶新材料有限公司
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C32/00;C22C1/03
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 包國菊;金光軍

1.一種Al-Si系合金，其特征在于，所述Al-Si系合金包括Al基體、Si、SiC粒子和C摻雜型TiB₂粒子，基于100wt％的所述Al-Si系合金，Si的含量為8.0wt％-18.0wt％，所述C摻雜型TiB₂粒子具有TiB₂的晶體結構且摻雜有微量C元素，所述C摻雜型TiB₂粒子中C的質量百分比為0.2wt％-5wt％。

2.根據權利要求1所述的Al-Si系合金，其特征在于，所述SiC粒子在所述Al基體中呈微骨架構型。

3.根據權利要求2所述的Al-Si系合金，其特征在于，所述微骨架構型包括鏈狀微骨架構型、枝狀微骨架構型、網狀微骨架構型中的至少一種。

4.根據權利要求2或3所述的Al-Si系合金，其特征在于，所述C摻雜型TiB₂粒子中的一部分與SiC粒子協同形成所述微骨架構型，所述C摻雜型TiB₂粒子中的另一部分彌散分布。

5.根據權利要求1至3中任一項所述的Al-Si系合金，其特征在于，所述SiC粒子和所述C摻雜型TiB₂粒子的尺寸為微米級和/或納米級。

6.根據權利要求1至3中任一項所述的Al-Si系合金，其特征在于，所述SiC粒子和所述C摻雜型TiB₂粒子為原位生成。

7.根據權利要求1所述的Al-Si系合金，其特征在于，所述Al-Si系合金還包括Cu、Ni、Mg、Fe、Mn、Cr、V、Zr中的至少一種，

其中，基于100wt％的所述Al-Si系合金，Cu的含量為1.0wt％-6.0wt％，Ni的含量為0.5wt％-3.5wt％，Mg的含量為0.5wt％-2.0wt％，Fe的含量小于等于1.5wt％，Mn的含量小于等于1.0wt％，V的含量小于等于1.0wt％，Cr的含量小于等于0.8wt％，Zr的含量小于等于0.5wt％。

8.一種根據權利要求1至7中任一項所述的Al-Si系合金的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：

向熔煉爐中加入第一部分鋁源，升溫熔化至750℃-900℃時向熔體中加入硅源，保證熔體中Si的含量為20.0wt％-25.0wt％；

待硅源完全溶解后，升溫至780℃-950℃，加入TiCB-Al晶種合金，保溫15min-60min，基于熔體的總重量，所述TiCB-Al晶種合金的添加量為1.0wt％-10.0wt％；

待反應完成后，向合金熔體中加入第二部分鋁源，保證在澆注后得到的所述Al-Si系合金中，基于100wt％的所述Al-Si系合金，Si的含量為8.0wt％-18.0wt％，

其中，所述TiCB-Al晶種合金包含TiC_B@TiBC粒子，基于100wt％的所述TiCB-Al晶種合金，所述TiC_B@TiBC粒子的含量為1.0wt％-6.0wt％，所述TiC_B@TiBC粒子包括核部和殼部，所述核部包含B摻雜型TiC_B，所述殼部包覆所述核部的至少一部分并包含TiBC三元相，其中，B摻雜型TiCB是指B原子占據TiC_x晶體的C空位而形成的TiCB相，TiBC三元相是指由Ti、B和C組成的三元相，其中，x＜1。

9.根據權利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法還包括：

在加入TiCB-Al晶種合金的步驟之后，加入鐵源、錳源、鋯源，待溶解后向合金熔體中加入所述第二部分鋁源。

10.根據權利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法還包括：

在加入所述第二部分鋁源后，調整熔體溫度至720℃-780℃，并向熔體中添加銅源、鎳源、鎂源、鉻源、釩源；

待銅源、鎳源、鎂源、鉻源、釩源溶解后，將熔體溫度保持在730℃-780℃，對熔體進行精煉處理10min-30min；

澆注得到所述Al-Si系合金。