[發明專利]一種鋁鈹中間合金及其制備方法

有效

• 申請號: 202210964985.4
• 申請日: 2022-08-12
• 公開（公告）號: CN115287503B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 徐小峰;程龍;姜朋飛;秦明升
• 申請（專利權）人: 上海太洋科技有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/02;B22D27/04;C22C1/06;C22C1/03
• 代理公司: 北京中知星原知識產權代理事務所(普通合伙) 11868
• 代理人: 王維佳;艾變開

本發明涉及一種鋁鈹中間合金及其制備方法，所述鋁鈹中間合金的原料包含0.05?0.4重量份的錫，0.05?0.3重量份的鋅，1?5重量份的鈹，93?98重量份的鋁。鋁鈹中間合金是首先將鈹?錫?鋅混合熔體，與鋁熔體混合均勻，進行自然冷卻降溫，待熔體降溫至850?900℃時，進行快速冷卻至室溫，得到所述鋁鈹中間合金。本發明首先在鈹熔體中摻入少量的錫和鋅，共同作用下得到了混合均勻的鈹?錫?鋅混合熔體，錫和鋅的加入，降低了混合熔體的熔融溫度，以和鋁熔體更好，更均勻的完成混合。本發明還采用自然冷卻?快速冷卻的兩段式冷卻工藝，減少了鈹的偏析，使鋁鈹中間合金表現出優異的力學性能和抗應力松弛性能。

技術領域

本發明屬于合金領域，具體涉及一種鋁鈹中間合金及其制備方法。

背景技術

中間合金是以一種金屬為基體，將一種或者幾種單質加入其中，以解決該金屬單質易燒損、高熔點不易熔入、密度大易偏析等問題或者用來改善合金性能的特種合金，是一種添加型的功能材料。

鋁基中間合金主要是用來調整鋁熔體成分的一種添加劑產品，它是將一些融化溫度較高的金屬元素，用熔融法和鋁生產中間體，這種中間體的熔化溫度顯著降低，從而使一些熔解溫度較高的金屬元素在較低的溫度下加入到鋁液當中，以調整熔體的元素含量。鋁鈹能顯著改善合金的組織結構，細化晶粒，增加強度，改善鋁或鎂的清潔、流動性、耐腐蝕性。

鋁鈹合金按照其中鈹的含量分為鈹基鋁合金和鋁基鈹合金，其中含鈹量較低的成為鋁基鈹合金，也稱之為鋁鈹合金，含鈹量低于5％的稱為鋁鈹中間合金，一般用于其他合金材料的添加材料。一般商品化的有Al-Be-1，Al-Be-3，Al-Be-5，其中鈹含量分別在0.9-1.2％，2-4％，4-6％，根據不同需求可以選擇不同鈹含量的鋁鈹中間合金。鋁鈹中間合金主要適用于鋁合金、鎂合金熔煉中，可以改善鎂和鋁的清潔、流動性、耐腐蝕性，保護鎂和鋁的氧化及燃燒，減少元素的氧化損失，改善合金的組織結構，細化晶粒，增加強度。

目前現有技術中，鋁鈹中間合金的制備工藝主要是將鈹和鋁的熔體在爐中，在保護劑或者保護氣氛下作用下進行熔融混合得到。但是鈹和鋁的熔點差異較大，鈹的熔點在1280℃，而鋁的熔點為660℃。并且通過鈹鋁的相圖可知，其合金在650℃附近實際是發生了共晶反應，并不是純相材料。熔煉時間和凝固時間的長短對鋁鈹中間合金的性能具有影響。在超過鋁的熔點后，熔煉時間越長，氧化鋁的含量就會越高，金屬氧化物夾渣的形成，會影響鋁鈹中間合金作為添加劑的性能，降低了合金的致密性、延展性、硬度。但是熔煉時間過短，會使鋁鈹中間合金中的鈹顆粒大小不均，并且可能伴有微氣孔的缺陷，對合金的性能有所影響。凝固時間過短，會出現各項異性的粗顆粒或者片狀組織，并且也會產生微氣孔的缺陷；凝固時間過長，會發生鈹和鋁的兩相分離，產生枝晶，偏析的現象，造成性能變劣，甚至無法使用。

因此亟需開發一種新的鋁鈹中間合金的制備方法，減少制備工藝中的枝晶、偏析現象，減少中間合金中氧化物的夾渣，改善鈹在鋁基體中分散情況，以提升鋁鈹中間合金作為其他鋁合金制備時的添加劑的性能。

CN202010477768.3公開了一種鋁鈹合金粉末的制備，其實在真空環境下，利用電弧法是鋁源熔融形成液膜，并且通過離心力使液膜破碎，該專利方法雖然能使鋁鈹合金融合更加均勻，但是所用真空熔煉設備內部還需要離心設備，操作復雜，成本高昂。

CN201610754243.3公開了一種低鈹鋁合金及其制備方法，其包含鈹1-5wt％，鋁中間合金93-98wt％，其他微量元素0.1-2wt％。其實通過調整微量元素的種類和比例，通過冷卻水驟冷得到低鈹鋁合金。其直接使用冷卻水驟冷，會出現導致合金性能變劣的粗顆粒，或者微氣孔，因此該專利方法所得中間合金的韌性不足。