本发明涉及铝合金制造领域，具体涉及一种铝铋硅合金的制备方法。
背景技术：
合金材料由于在材料中存在多种金属元素，因此可以具有不同金属元素的特性，具备了不同金属元素的特性后，扩大了合金材料的性能和使用范围。铜铝合金合金的使用范围很广，可以用于轻工、重工、电子行业等。例如被用来制作弹簧、电子设备的金属部分、五金器材、医疗设备等
al-bi合金是一种重要的轴瓦材料，在al中加入适量的bi可提高材料的减摩性。它们在液态存在着组元不混溶温度区间，富bi相液滴自熔体中沉淀析出。由于两液相间的比重差很大，液-液相变期间极易形成相偏析严重乃至两相分层的现象，因此，制备具有弥散型凝固组织的al-bi合金极为困难，这限制了al-bi合金的工业应用。
技术实现要素：
本发明提供一种铝铋硅合金的制备方法，本发明通过向合金熔体中添加微量的ni和c，在合金熔体冷却发生液-液相变前，ni和c以nic粒子形式自熔体中沉淀析出，从而大幅度形核率；此外通过喷射沉积技术将合金制备成锭坯，锭坯采用热等静压方式进行致密化处理，该方法成本低，设备简单，流程短。
为了实现上述目的，本发明提供了一种铝铋硅合金的制备方法，该方法包括如下步骤：
（1）制备铝铋合金基材
采用铸造技术，向al-bi合金熔体中添加微量的ni和c，在合金熔体冷却过程中，于液-液相变前，ni和c以nic粒子形式自合金熔体中沉淀析出，析出的nic粒子在合金熔体发生液-液相变时作为富bi相或富bi相液滴的形核基底，提高富bi或富bi相液滴的形核率，促进具有弥散型复合凝固组织的al-bi或al-bi合金的获得；
所述ni和c在熔炼al-bi合金时加入，合金熔体的熔炼温度和浇注温度高于合金组元互溶温度150k以上，低于1220k；
所述ni和c加入合金熔体后全部溶解于合金熔体中，合金熔体中添加的ni和c的摩尔比例为(1-1.1)：1；
（2）将材料按比例配料，其中配料比例为硅的质量百分比为21％-35％，余量为上述铝铋合金基材；
将上述配料熔炼、搅拌，喷射沉积得到锭坯；具体为将上述配料在中频感应炉内熔炼，升温至900℃-1250℃，充分搅拌，用熔剂(30％nacl+47％kcl+23％冰晶石)进行覆盖造渣，并用六氯乙烷除气；用导流管将金属熔液注入喷射沉积装置中，采用高压氮气直接将金属液滴雾化沉积在基体上，制备成一定尺寸的锭坯。其中，气体压强为0.8-1.0mpa，喷嘴直径为2.8mm-3.5mm，喷嘴距基体距离为200mm-300mm；
将锭坯进行致密化加工，即得到致密度大于99％的铝铋硅合金。
优选的，所述致密化加工具体为：将锭坯放入热等静压设备中，对锭坯进行致密化处理。保护气体为氮气，处理温度为640℃-700℃，压力为120mpa-180mpa，保温5-6小时。冷却后所得材料即为致密度大于99％综合性能优异的铝铋硅合金。
本发明的优点在于，通过向合金熔体中添加微量的ni和c，在合金熔体冷却发生液-液相变前，ni和c以nic粒子形式自熔体中沉淀析出，从而大幅度形核率；通过喷射沉积技术将合金制备成锭坯，锭坯采用热等静压方式进行致密化处理，该方法成本低，设备简单，流程短。
具体实施方式
实施例一
采用铸造技术，向al-bi合金熔体中添加微量的ni和c，在合金熔体冷却过程中，于液-液相变前，ni和c以nic粒子形式自合金熔体中沉淀析出，析出的nic粒子在合金熔体发生液-液相变时作为富bi相或富bi相液滴的形核基底，提高富bi或富bi相液滴的形核率，促进具有弥散型复合凝固组织的al-bi或al-bi合金的获得；所述ni和c在熔炼al-bi合金时加入，合金熔体的熔炼温度和浇注温度高于合金组元互溶温度150k以上，低于1220k；所述ni和c加入合金熔体后全部溶解于合金熔体中，合金熔体中添加的ni和c的摩尔比例为1：1。
将材料按比例配料，其中配料比例为硅的质量百分比为21％，余量为上述铝铋合金基材。
将上述配料熔炼、搅拌，喷射沉积得到锭坯；具体为将上述配料在中频感应炉内熔炼，升温至900℃，充分搅拌，用熔剂(30％nacl+47％kcl+23％冰晶石)进行覆盖造渣，并用六氯乙烷除气；用导流管将金属熔液注入喷射沉积装置中，采用高压氮气直接将金属液滴雾化沉积在基体上，制备成一定尺寸的锭坯。其中，气体压强为0.8mpa，喷嘴直径为2.8mm，喷嘴距基体距离为200mm；将锭坯进行致密化加工，即得到致密度大于99％的铝铋硅合金。
所述致密化加工具体为：将锭坯放入热等静压设备中，对锭坯进行致密化处理。保护气体为氮气，处理温度为640℃，压力为120mpa，保温5小时。冷却后所得材料即为致密度大于99％综合性能优异的铝铋硅合金。
实施例二
采用铸造技术，向al-bi合金熔体中添加微量的ni和c，在合金熔体冷却过程中，于液-液相变前，ni和c以nic粒子形式自合金熔体中沉淀析出，析出的nic粒子在合金熔体发生液-液相变时作为富bi相或富bi相液滴的形核基底，提高富bi或富bi相液滴的形核率，促进具有弥散型复合凝固组织的al-bi或al-bi合金的获得；所述ni和c在熔炼al-bi合金时加入，合金熔体的熔炼温度和浇注温度高于合金组元互溶温度150k以上，低于1220k；所述ni和c加入合金熔体后全部溶解于合金熔体中，合金熔体中添加的ni和c的摩尔比例为1.1：1。
将材料按比例配料，其中配料比例为硅的质量百分比为35％，余量为上述铝铋合金基材。
将上述配料熔炼、搅拌，喷射沉积得到锭坯；具体为将上述配料在中频感应炉内熔炼，升温至1250℃，充分搅拌，用熔剂(30％nacl+47％kcl+23％冰晶石)进行覆盖造渣，并用六氯乙烷除气；用导流管将金属熔液注入喷射沉积装置中，采用高压氮气直接将金属液滴雾化沉积在基体上，制备成一定尺寸的锭坯。其中，气体压强为1.0mpa，喷嘴直径为3.5mm，喷嘴距基体距离为300mm；将锭坯进行致密化加工，即得到致密度大于99％的铝铋硅合金。
所述致密化加工具体为：将锭坯放入热等静压设备中，对锭坯进行致密化处理。保护气体为氮气，处理温度为700℃，压力为180mpa，保温6小时。冷却后所得材料即为致密度大于99％综合性能优异的铝铋硅合金。