制备高钪含量铝钪合金的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112063866A(43)申请公布日2020.12.11(21)申请号202010971649.3(22)申请日2020.09.16(71)申请人湖南稀土金属材料研究院地址410126湖南省长沙市芙蓉区隆平高科技园隆园二路108号(72)发明人张闻扬文康黄美松樊玉川黄培李剑刘维(74)专利代理机构北京鸿元知识产权代理有限公司11327代理人曹素云张超艳(51)Int.Cl.C22C1/02(2006.01)C22C21/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称制备高钪含量铝钪合金的方法(57)摘要本发明公开了一种制备高钪含量铝钪合金的方法。该方法包括：按照所需制备的铝钪合金中钪含量，称取金属钪和金属铝；加到中频感应熔炼炉，持续抽真空，后升温至1200～1600℃熔化金属钪和金属铝；完全熔化后得合金液，保温20～40min；充入高纯氩气，将保温后的合金液浇注到水冷铜模具中，采用模具循环水制冷系统先将循环水冷却至1～15℃，再将冷却后的循环水通入水冷铜模具对合金液进行循环冷却，合金液在3～8s内即可冷却凝固完成，可得钪含量5％～99％铝钪合金铸锭。本发明可实现3～8s内快速冷却，可制得高纯度、高致密、低偏析、成分均匀、成本低的高钪含量的铝钪合金，满足了目前市场对高钪含量铝钪合金的需求。CN112063866ACN112063866A权利要求书1/1页1.一种制备高钪含量铝钪合金的方法，其特征在于，包括：按照所需制备的铝钪合金中的钪含量，称取金属钪和金属铝；将金属钪和金属铝加入到中频感应熔炼炉中，抽真空至真空度低于5×10-2Pa后开始升温，持续抽真空，调节中频感应熔炼炉的电源输出功率为50～100KW，升温至1200～1600℃熔化金属钪和金属铝；待完全熔化后，得到合金液，保温20～40min；充入高纯氩气，将保温后的合金液浇注到水冷铜模具中，采用模具循环水制冷系统先将循环水冷却至1～15℃，再将冷却后的循环水通入水冷铜模具中对合金液进行循环冷却，合金液在3～8s内冷却凝固，得到铝钪合金铸锭；其中，所述铝钪合金铸锭中的钪含量为5％～99％。2.根据权利要求1所述的制备高钪含量铝钪合金的方法，其特征在于，采用模具循环水制冷系统将循环水冷却至1～10℃。3.根据权利要求1所述的制备高钪含量铝钪合金的方法，其特征在于，合金液保温时间为30～40min。4.根据权利要求1所述的制备高钪含量铝钪合金的方法，其特征在于，合金液冷却凝固时间为3～5s。5.根据权利要求1所述的制备高钪含量铝钪合金的方法，其特征在于，所述铝钪合金铸锭中钪含量大于20％。6.根据权利要求5所述的制备高钪含量铝钪合金的方法，其特征在于，所述铝钪合金铸锭中钪含量大于30％。7.根据权利要求1所述的制备高钪含量铝钪合金的方法，其特征在于，所述铝钪合金铸锭的相对密度大于95％。8.根据权利要求1所述的制备高钪含量铝钪合金的方法，其特征在于，称取的金属钪的纯度大于99.99％，金属铝的纯度大于99.99％。9.根据权利要求1所述的制备高钪含量铝钪合金的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所需制备的铝钪合金体积和/或重量，确定中频感应熔炼炉的规格；其中，所述规格包括：10kg、20kg、50kg中的一种。10.根据权利要求1所述的制备高钪含量铝钪合金的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所需制备的铝钪合金体积和/或重量，确定水冷铜模具的尺寸和形状。2CN112063866A说明书1/6页制备高钪含量铝钪合金的方法技术领域[0001]本发明涉及铝钪合金制备技术领域，特别是涉及一种制备高钪含量铝钪合金的方法。背景技术[0002]金属钪是目前优化铝合金性能最有效的添加元素，微量钪在细化合金晶粒，抑制再结晶等方面有显著作用。铝钪合金具有强度大、密度低、耐腐蚀、耐高温、焊接性好等特性，在航空航天、核导弹、高速列车、体育器材等高科技领域有广泛应用，特别是在电子信息技术行业，高钪含量铝钪合金靶材能在保持相同电导率的情况下，数倍提高电子迁移与应力位移，满足半导体芯片电极布线微细化的要求，是新一代大规模集成电路用配线材料，具有很大研究价值及市场价值，同时Sc含量大于30％的铝钪合金靶材，在微机电系统、指纹识别传感器、压电微机电系统等行业的具有极大市场，因此制备钪含量高(Scwt.％＞30％)、组织及成分均匀、致密度高、氧含量低、纯度高的靶材是铝钪合金的发展方向。[0003]目前，铝钪合金的制备方法主要有对掺法、熔盐电解法、铝热还原法和粉末冶金法。其中，[0004]对掺法是直接将金属钪加入到熔化铝中，搅拌后浇注制得铝钪合金，由于金属钪化学性质活泼，与金属铝熔点相差较大，因此钪含量越高，