[发明专利]一种高熔点差合金及其固液混合成型制备方法

说明书

本发明公开了一种高熔点差合金及其固液混合成型制备方法，所述制备方法为配取A金属块、B金属块，置于坩埚中，升温使A金属块与B金属块完全熔化后，再保温20min以上，然后降温至使所得熔体为固液混合状态，且熔体中液相组成的占比为40％～90％，再将熔体浇注于模具中，冷却至B金属熔点以下进行均温处理，再冷却至室温获得坯体，坯体经后处理即得高熔点差合金；所述A选自钛、铜、铁、镍、铬以及17种稀土元素中的至少一种；所述B选自铝、镁、锌中的一种，所制备的高熔点差合金，所述高熔点差合金氧含量小于0.1％，其它杂质含量总和小于0.1％，相对密度大于98％，平均晶粒尺寸小于100μm，A金属在高熔点差合金的成份均匀度小于±5％。

技术领域

本发明涉及高熔点差合金的制备技术领域，特别涉及一种高熔点差合金及其固液混合成型制备方法。

背景技术

高熔点差合金一般采用铸锭冶金方法或粉末冶金方法制备。其中常规铸锭冶金方法制备出来的合金易带来偏析等缺陷，且因熔点差的物相物理性能存在较大差异，凝固过程易出现微裂纹或多孔的现象；采用粉末冶金方法可以制备出致密度比较高的高熔点差合金，但制备周期较长，且由于在制备过程中粉末易吸氧，造成合金的氧含量较高，难以受到有效控制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高熔点差合金的固液混合成型制备方法，通过本发明制备方法简单、可控，可制得制得氧含量可控且组织均匀的高熔点差铝基合金。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案如下：

本发明一种高熔点差合金的固液混合成型制备方法，包括以下步骤：

配取A金属块、B金属块，置于坩埚中，升温使A金属块与B金属块完全熔化后，再保温20min以上，然后降温至使所得熔体为固液混合状态，且熔体中液相组成的占比为40％～90％，再将熔体浇注于模具中，冷却至B金属熔点以下进行均温处理，再冷却至室温获得坯体，坯体经后处理即得高熔点差合金；所述A选自钛、铜、铁、镍、铬以及17种稀土元素中的至少一种；所述B选自铝、镁、锌中的一种。

在本发明中，采用的原料为A金属块、B金属块，可以看到，A金属与B金属具有高的熔点差，因此所制备的AB合金为高熔点差合金。

本发明提供的固液混合成型制备方法，充分熔化后固液混合成型，在快速凝固过程中液相和固相协调作用，可有效缓解相与相之间的应力和缺陷的产生，且在降温过程存在一定的压力，增加了材料的致密性。

在本发明中，通过控制降温的温度点，使得用于浇注于模具中的熔体为固液混合状态，且熔体中液相组成的占比为40％～90％。该降温的温度点，位于高熔点差合金液相线与固相线之间，可通过A金属块、铝块的相图确定。在该温度点范围，所得熔体处于固液混合状态，且具有较好的流动性。在本发明中，一定要确保用于浇注于模具中的熔体液相组成的占比为40％～90％，若，熔体的液相成分较多，不利于固液混合成型，得到的坯体晶粒粗大；若熔体的固相成分较多，粘度高，不利于成形，且成分均匀度差。

进一步的优选，所得熔体为固液混合状态，且熔体中液相组成的占比为70％～80％。

优选的方案，所述A选自钛、镍、钪中的至少一种，

优选的方案，所述A金属块、B金属块的纯度不低于99.95％，优化为不低于99.995％,进一步优化为不低于99.9995％。

在实际操作过程中，A金属块、B金属块均先进行除氧除杂处理，例如经重熔去除表面的杂物，或经酸性活化液或碱性活化液活化处理并用酒精清洗晾干，以便降低原材料的杂质含量。

优选的方案，所述A金属块的配取量大于A金属块与B金属块总质量的5％。

进一步的优选，所述A金属块的配取量为A金属块与B金属块总质量的12～40％。