[发明专利]高铁钒硅耐热铝合金材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高铁钒硅耐热铝合金材料，其特征在于：该材料的各组分按重量百分比为：

Fe：13.00％～15.00％；V：1.35％～2.45％；Si：2.35％～3.45％；Mn：0.35％～0.65％；Ce：0.1-0.2％；Zr：0.05％～0.15％；Al：余量。

2.根据权利要求1所述的一种高铁钒硅耐热铝合金材料，其特征在于：该材料的制备方法的具体步骤如下：

第一步：成分设计与精确配料：

成分设计各组分按重量百分比为Fe：13.00％～15.00％；V：1.35％～2.45％；Si：2.35％～3.45％；Mn：0.35％～0.65％；Ce：0.1-0.2％；Zr：0.05％～0.15％；余量为Al；精确配料按照本发明的合金，采用铝铁、铝钒、铝硅、铝锰、铝锆、铝铈中间合金以及纯铝炉料，进行定量配料；

第二步：熔炼、覆盖与精炼：

采用中频电磁感应炉熔炼，熔炼时铁、钒、硅、锰、锆、铈以铝中间合金形式加入，可一同加入；熔化后，铝液表面应及时补加覆盖剂保护避免氧化烧损；调整铝液温度为1000℃～1100℃，进行精炼处理；

覆盖剂的加入，采用5％KCl+25％NaCl+70％CaCl₂组合的覆盖剂，也可以采用40-60％MgCl+40-60％KCl组合的覆盖剂，其加入量为总炉料量的2％-5％；分别在装炉时加入，并在熔炼及浇注过程中补加，以避免液体金属裸露；

精炼处理，调整铝液温度至1000℃～1100℃，加入2～6％的六氯乙烷熔剂，对合金液进行搅拌、净化处理，以去除合金中杂物、渣物和气体；精炼后，静置10～15min后准备浇注；

第三步：喷射沉积制备：

在中频熔炼炉中进行合金熔炼、覆盖、除气与净化处理后，调整铝液温度为950℃～1200℃准备浇注；将铝液导入到漏斗与导流嘴中控制流量，进入喷射沉积雾化器中雾化沉积，产生高度雾化的高速半固态溅射流，高速溅射沉积到底盘接收设备上，通过底盘向下的移动速度、旋转速度以及与雾化器的摆角的偶合，制备成不同直径大小的圆形锭坯；

金属导流浇注参数：

浇注温度：950℃～1200℃

金属流量：6～8Kg/min(采用导流嘴直径φ5～5.5)

喷射沉积参数：

扫描速度：20.9～23.3Hz；

氮气气体流量：21～24Nm³/min；

氮气压力：8.5～9.5atm；

喷射高度：670～730mm；

沉积坯接收参数：

接收底盘旋转速度：2.78～3.16r/s；

接收底盘移动速度：0.57～0.70mm/s；

第四步：挤压加工：

切割下料成要求的挤压坯，加热到挤压温度，保温一定时间，送入到挤压机中，在挤压冲头、挤压筒和或芯轴共同作用下，可挤压成形棒坯或管坯材；

加热保温参数：按照铝合金挤压制品保温时间确定规则确定，即①挤压坯直径φ≤50mm时，保温时间τ＝1.5φ(min)；②挤压坯直径φ≥100mm时，保温时间τ＝2d(min)；③挤压坯直径φ在50～100mm时，保温时间τ＝1.5φ+0.01(φ-50)φ(min)；

挤压参数：

挤压比：10～17；

挤压速度：1.2～1.5m/min；

挤压温度：400～550℃；

所述的喷射沉积中的优选金属导流浇注参数为：

浇注温度：1050～1150℃

金属流量：6.5～7Kg/min；

喷射沉积参数：

扫描速度：22.3～23.3Hz；

氮气气体流量：23～24Nm³/min；

氮气压力：9.0～9.5atm；

喷射高度：700～720mm；

沉积坯接收参数：

接收底盘旋转速度：2.78～3.16r/s；

接收底盘移动速度：0.60～0.65mm/s；

所述的挤压加工中优选挤压参数为：

挤压比：15～17；

挤压速度：1.3～1.4m/min；

挤压温度：430～480℃。