[发明专利]一种高性能原位TiB2

权利要求书

1.一种高性能原位TiB₂颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，是将TiB₂增强颗粒压制成预制块以逐层剥离的形式熔入金属液进行反应，反应后采用抽取金属液的方式将反应所得的金属液和熔盐分离；具体包括以下过程：

(1)按高性能原位TiB₂颗粒增强铝基复合材料成分的质量百分比例配置精铝锭、铝铜中间合金、铝锰中间合金、镉、铝钒中间合金、铝锆中间合金、铝钛硼中间合金、铝钇中间合金、铝钆中间合金、铝钕中间合金炉料，并将全部炉料预热；

(2)按照所需生成TiB₂增强颗粒在铝基复合材料中的体积百分比称取K₂TiF₆和KBF₄,然后将其倒入球磨罐中进行高能球磨，获得混合盐；

(3)将混合盐与适量工业酒精后压制成预制块,放入电热鼓风干燥箱干燥后备用；

(4)将炉料进行熔炼，得到金属液；

(5)将金属液升温至820℃～950℃后，采用长柄石墨勺将混合盐预制块分批压入金属液的一定深度位置，待反应完全后，采用撇渣勺舀出表层熔盐，在一定温度下静置一定时间；

(6)采用预热好的转液泵穿过坩埚内的熔盐层伸入金属液内，转液泵管头与坩埚底部保持一定的距离，将金属液抽出至另一预热好的坩埚内；

(7)将抽出的金属液调节混合熔 体至一定温度，采用高纯氩气精炼一定时间，静置一定时间后，浇注在预热好的金属型铸模中或者进行铸件浇注；

所述步骤(4)，炉料的熔炼过程为：

(4-1)取熔炼坩埚预热至300℃～500℃，加入精铝锭、铝铜中间合金、铝锰中间合金，再升温使其熔化，电磁搅拌1min～10min；然后将熔体调节至680℃～720℃，加入金属镉及铝锆中间合金，熔化后电磁搅拌1min～10min；

(4-2)将步骤(4-1)所得的熔体升温至700℃～730℃，加入铝钒中间合金；然后再调节温度至700℃～750℃，加入铝钛硼中间合金、铝钆中间合金、铝钕中间合金、铝钇中间合金，熔化后电磁搅拌1min～5min，获得金属液；

所述高性能原位TiB₂颗粒增强铝基复合材料的成分按质量百分比计包括：4.5％～5.3％Cu、0.3％～0.5％Mn、0.2％～0.35％Ti、0.18％～0.25％Cd、0.10％～0.30％Zr、0.005％～0.06％B、0.10％～0.30％V、0.1％～0.2％Y，0.1％～0.2％Nd，0.1％～0.5％Gd，Al余量。

2.如权利要求1所述的高性能原位TiB2颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述炉料的预热是将炉料在300℃～400℃下保温2h-4h。

3.如权利要求1所述的高性能原位TiB2颗粒增强铝基复合材料的制备方法，所述高能球磨的工艺参数为：球磨转速100r/min～400r/min，球磨时间5min～100min。

4.如权利要求1所述的高性能原位TiB2颗粒增强铝基复合材料的制备方法，所述预制块，密度为65％～75％,规格为(Φ50～Φ80)mm×(50～100)mm。

5.如权利要求1所述的高性能原位TiB2颗粒增强铝基复合材料的制备方法，所述步骤(5)，预制块压入深度为金属液深度的2/3处，反应完成后静置温度为850℃～920℃，静置时间5min～30min。

6.如权利要求1所述的高性能原位TiB2颗粒增强铝基复合材料的制备方法，所述步骤(6)，转液泵管头与坩埚底部保持的距离为80mm～150mm。

7.如权利要求1所述的高性能原位TiB2颗粒增强铝基复合材料的制备方法,混合溶体的精炼温度为690℃～740℃，精炼时间为5min～60min，精炼后静置时间为5min～30min。