一种原位生成TiC增强Al－Fe－V－Si系耐热铝合金材料的制备方法

摘要

一种原位生成TiC增强AlFeVSi系耐热铝合金材料的制备方法，按重量百分比计，该合金成分为Fe 8.4～8.9％，V 1.1～1.5％，Si 1.7～1.9％，TiC 3～5％，其余为Al。按合金成分配料，将原料熔化，浇铸成合金预制锭。将合金预制锭熔化，并向熔体中添加TiC预制块进行原位反应，熔体混合均匀后以惰性气体为雾化气体，进行快速凝固喷射成形制备。本发明的3～5％TiC含量的Al-Fe-V-Si耐热铝合金材料的合金成分均匀、显微组织均匀、组织细小、无偏析。该材料经热挤压或热锻压变形加工后，其室温下的力学性能指标为：σ_b＝420～440MPa，σ_0.2＝380～390MPa，δ₅＝11～14％；315℃的力学性能指标为：σ_b＝200～220MPa，σ_0.2＝170～180MPa，δ₅＝8～11％。该材料应用于航空航天、交通运输、军工等领域的关键结构部件。

主权项

1. 一种制备原位生成TiC增强AlFeVSi系耐热铝合金材料的方法，其特征在于：该方法包括下述步骤：(1)先按最终产品的合金成分进行配料，按重量百分比计，该合金成分为Fe8.4～8.9％，V 1.1～1.5％，Si 1.7～1.9％，3～5％TiC，其余为Al，其中，Al包含了作为TiC成型稀释剂、且为TiC的5质量％的铝粉，然后将上述重量成分的Fe、V、Si、和除作为稀释剂的铝粉以外的Al配制预制母合金锭；(2)将Ti粉、石墨粉按照摩尔比1∶1的比例配备，再添加5质量％的Al粉作为稀释剂，混合均匀后，在压机上压制成块坯备用；(3)将预制母合金在覆盖剂保护下感应加热至950～1000℃将合金锭熔化，保温10～20min使合金熔体均匀化，并加除渣剂和精炼剂进行除气除渣精炼，锭熔化后，在1000～1050℃温度区间，按照重量百分比计，向熔体内投放3～5％TiC预制块；(4)熔体在惰性气体保护下进行雾化，采用非限制式气雾化喷嘴进行喷射成形，并使用与非限制式气流雾化喷嘴分离式配合的导流管，导流管为感应加热或电阻加热，导流管的温度控制为950～1050℃，以将熔化后的熔体从中间包通过导流管输入到非限制式气流雾化喷嘴，雾化器以1～5HZ的频率高速扫描，雾化气体为高纯惰性气体，雾化压力为0.5～1.0MPa；(5)在气雾化的同时，接收系统在变频电机的牵引下高速旋转，并以30～40°的角度和20～40mm/min的速度下降，制成圆锭；(6)将圆锭扒皮、热挤压或热锻压变形加工，加工成所需的部件。