一种原位铝基复合材料孕育剂的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102864343A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102864343A(43)申请公布日2013.01.09(21)申请号201210313362.7(22)申请日2012.08.29(71)申请人河北工业大学地址300401天津市北辰区河北工业大学北辰校区(72)发明人崔春翔王奎王倩刘双进戚玉敏(74)专利代理机构天津翰林知识产权代理事务所(普通合伙)12210代理人胡安朋(51)Int.Cl.C22C21/00(2006.01)C22C1/00(2006.01)C22C1/02(2006.01)C22C32/00(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书77页页附图附图33页(54)发明名称一种原位铝基复合材料孕育剂的制备方法(57)摘要本发明一种原位铝基复合材料孕育剂的制备方法，涉及铝基合金，是采用等离子冶金氮化和快速凝固技术制得薄带状AlN-TiN/Al纳米原位铝基复合材料孕育剂的方法，步骤是，按设定成分配比10.0～10.5%Ti、0.9～1.2%B和其余为Al，称取所需量的国产Al-5Ti-1B合金及金属纯Ti，将全部原料放入非自耗式真空电弧炉内熔炼制得熔炼好的块状的Al-10Ti-1B合金，然后经等离子氮化处理制得块状AlN-TiN/Al复合材料，最后进行快速凝固处理制得薄带状AlN-TiN/Al纳米原位铝基复合材料孕育剂，具有尺寸更为细小和分布更为弥散的形核粒子，提高了颗粒的增强效果。该方法的生产效率高，成本低。CN1028643ACN102864343A权利要求书1/1页1.一种原位铝基复合材料孕育剂的制备方法，其特征在于：是采用等离子冶金氮化和快速凝固技术制得薄带状AlN-TiN/Al纳米原位铝基复合材料孕育剂的方法，步骤如下：第一步，配料按设定的成分配比10.0～10.5%Ti、0.9～1.2%B和其余为Al，称取所需量的国产Al-5Ti-1B合金及金属纯Ti，进行配料，上述百分数为重量百分数；第二步，合金熔炼制得熔炼好的块状的Al-10Ti-1B合金将第一步的全部配料放入非自耗式真空电弧炉内，抽真空至真空度为1.26×10-2Pa，将全部配料成分加热至熔化温度，保温5～8分钟后浇入钢制模具，制得熔炼好的块状的Al-10Ti-1B合金；第三步，等离子氮化处理制得块状AlN-TiN/Al复合材料将第二步制得的熔炼好的块状的Al-10Ti-1B合金放入石墨坩埚内，然后将一个中间有洞的石墨盖子盖在这个坩埚上面，每次等离子氮化处理是将流量为N250L/min和Ar50L/min的等离子气体送入等离子喷枪，由等离子喷枪产生等离子射流以等离子火焰形式喷出并通过上述石墨盖子上的孔洞与在石墨坩埚内的Al-10Ti-1B合金接触，该合金在高温下瞬间熔化，同时与N2和Ar组成的等离子气体反应，形成AlN和TiN的增强颗粒，上述等离子氮化处理共进行三次，每次10秒钟，制得块状AlN-TiN/Al复合材料。第四步，快速凝固处理制得原位铝基复合材料孕育剂将第三步制得的块状AlN-TiN/Al复合材料放入真空快淬炉内进行快速凝固处理，制得薄带状AlN-TiN/Al纳米原位铝基复合材料孕育剂，其组成是：10.0～10.5%Ti、0.9～1.2%B、5.0～6.0%N和其余为Al，其中百分数均为重量百分数。2.按照权利要求1所说一种原位铝基复合材料孕育剂的制备方法，其特征在于：所用等离子喷枪的功率为21KW，电弧电压为70V，电弧电流为300A。3.按照权利要求1所说一种原位铝基复合材料孕育剂的制备方法，其特征在于：所述制得的薄带状AlN-TiN/Al纳米原位铝基复合材料孕育剂是寛2～6毫米，厚0.3～0.8毫米、长为5～30毫米的纳米晶AlN-TiN/Al薄带。2CN102864343A说明书1/7页一种原位铝基复合材料孕育剂的制备方法技术领域[0001]本发明的技术方案涉及铝基合金，具体地说是一种原位铝基复合材料孕育剂的制备方法。背景技术[0002]在铝及其合金的工业生产中，采用向熔体中添加孕育剂（也称为细化剂或孕育细化剂）的方法以提升产品的综合性能，由于具有简单、实用和易操作的优点，因此具有广阔的应用前景。迄今为止，Al-5Ti-1B中间合金是公认的最为有效的孕育剂，用Al-5Ti-B孕育剂孕育处理铝及其合金晶也是最为普遍的工艺方法（MURTYBS，KORISA，CHARKRABORTYM.Grainrefinementofaluminumanditsalloysbyheterogeneousnucleationandalloying.InternationalMaterialsReviews，2002，47（1）：3-29.）。Al-5Ti-B孕育剂可以提高