[发明专利]一种铝锆合金及其粉末冶金成型方法

摘要

本发明公开了一种铝锆合金及其粉末冶金成型方法，该铝锆合金按重量比含铝70%‑75%、锆25%‑30%；其粉末冶金成型方法包括①原材料、辅材、工装及设备的准备，②合金的真空感应熔炼，③母合金粉末的制备，④粉末冶金成型等四个步骤。本发明的铝锆合金杂质含量低、晶粒细、成份均匀、锆含量高，其粉末冶金方法纯净度高、无污染物、无废气、易于控制、质量稳定、成品率高。

主权项

一种铝锆合金粉末冶金成型方法，其特征在于包括以下步骤：1）原材料、辅材、工装及设备的准备①按如下重量份准备原材料：纯度不低于99 .95%的铝锭70份‑75份、氟锆酸钾77.9‑93.4份；②准备如下辅材：气体雾化用高纯氩气(5)；③准备如下工装：铜制坩埚(6)，该坩埚内设置有循环水通道(7)；雾化工装(3)，该工装采用陶瓷材料制作；石墨坩埚(1)，该石墨坩埚为下出口坩埚，下出口处设置有出口阀(9)；模具，该模具采用不锈钢制作；④准备如下设备：气体雾化设备(4)；真空热等静压炉；真空感应熔炼炉，该真空感应熔炼炉内设置有电磁搅拌装置；⑤上述所有工装及除真空感应熔炼炉之外的设备均设置在真空感应熔炼炉的炉腔内；2）合金的真空感应熔炼①将1）中步骤①准备的原材料放入石墨坩埚(1)，获得熔池(2)；②将设置在石墨坩埚(1)周围的感应装置(8)与电源接通，待熔池(2)内的原材料熔化后，开启电磁搅拌装置进行除气与均匀化处理，熔池(2)内温度保持为780℃‑800℃，保温35min‑45min，获得熔炼完成的母合金液；3）母合金粉末的制备①将1）中步骤②准备的气体雾化用高纯氩气(5)气源与1）中步骤④准备的气体雾化设备(4)连接；将1）中步骤③准备的雾化工装(3)安装在气体雾化设备(4)喷气口；将1）中步骤③准备的铜制坩埚(6)固定在与雾化工装(3)出口处气流对应区域，并在铜制坩埚(6)内通入循环水；②开启气源开关、开启气体雾化设备(4)，保持气压5MPa‑6MPa；③缓慢打开设置在石墨坩埚(1)下出口处的出口阀(9)，至母合金液呈液滴形态均匀滴落，落入雾化工装(3)上部的管道中；高纯氩气(5)在气压作用下吹散母合金液形成的液滴， 形成雾化液，并带着其沿固定轨迹运动，雾化液喷出；④喷出的雾化液沿固定轨迹喷入内部有循环水循环冷却的铜制坩埚(6)，并在铜制坩埚(6)内急冷成细微颗粒，待所有母合金液雾化完毕后，收集铜制坩埚(6)内的细微颗粒，即获得所需母合金粉末；4）粉末冶金成型①将3）中步骤④获得的母合金粉末搅拌均匀后填充满1）中步骤③准备的模具中；②将盛装了母合金粉末的模具放入1）中步骤④准备的真空热等静压炉中；③抽真空至不高于1×10‑4Pa，加热至600℃‑620℃，加压至210MPa ‑240MPa，保持6h‑ 8h；④步骤③完成后，随炉冷却30min‑50min后出炉空冷； ⑤脱模，即获得所需铝锆合金。