增强铝基材料制备方法与流程

文档序号:12959161阅读:155来源:国知局

本发明涉及新型材料的制备方法,具体为一种增强铝基材料制备方法。



背景技术:

铝合金因其具有良好的机械强度和表面硬度且重量轻等优点,在各个领域得到广泛应用。面对产品轻量化的发展趋势,科技工作者在铝合金提升力学性能方面做了大量工作。常用方法有添加钛、锆、铍等微量元素细化晶粒的组织强化、过剩相强化、时效强化等。提高铸造铝合金强度的最新方法有通过将细微化的碳化硼陶瓷粉、玄武岩微粉作为强化相加入到铝合金中,提高其力学性能。但因碳化硼陶瓷粉、玄武岩微粉的密度大于铝合金,采用直接向坩埚内等普通添加方式,碳化硼陶瓷粉、玄武岩微粉在重力作用下沉降,很难均匀分布在铝合金溶液中,这样浇铸出来的零件毛坯会因材质均匀性差,不能达到预期的性能要求。



技术实现要素:

本发明为了解决现有添加碳化硼陶瓷粉、玄武岩微粉方法均匀性差的问题,提供了一种增强铝基材料制备方法。

本发明是采用如下技术方案实现的:增强铝基材料制备方法,包括以下步骤,

(1)先利用坩埚熔化铝合金铸锭,并保温铝合金溶液,同时向坩埚内注入低压惰性气体保护;

(2)坩埚接出输送铝合金溶液管路,送粉系统管路与输送铝合金溶液管路出口前的支路连接,启动送粉系统缓慢匀速将碳化硼陶瓷粉、玄武岩微粉推送到输送铝合金溶液管路出口前的支路;

(3)同时坩埚密封并启动加压系统,低压惰性气体增压使坩埚内的铝合金溶液在输送铝合金溶液管路内高速流动,当流动的铝合金溶液流经支路口时,利用高速流动的铝合金溶液产生的负压力将碳化硼陶瓷粉、玄武岩微粉吸附进去并在流动中形成均匀混合物,输送铝合金溶液管路出口设喷口,混合物在喷口处形成液滴;

(4)喷口喷出的液滴收集器中聚集成液体,输送到铸模形成产品或直接喷射形成板材或毛坯。

高速流动的溶液可以带动固体粉状物一起流动,起到混合均匀的目的。用高压将熔融状态的铝合金(即铝合金溶液)在管道内形成高速流动的铝合金溶液,高速流动的铝合金熔液带动支路的碳化硼陶瓷粉、玄武岩微粉混合进来,形成均匀的混合物,一起由喷口喷射出来,由小液滴堆积而成的铝合金即为增强铝基材料。通过控制惰性气体压力和送粉系统的送粉速度,实现利用铝合金溶液高速流动均匀吸入碳化硼陶瓷粉、玄武岩微粉,避免传统的坩埚内加粉引起不均匀的现象;同时碳化硼陶瓷粉、玄武岩微粉用量可严格控制,不需要像传统方法为了满足单位体积最小微粉量要求而增加微粉的投入总量,可降低使用微粉的成本。

本发明的有益效果如下:利用合理的工艺配合加压系统、送粉系统和相应管路实现了将碳化硼陶瓷粉、玄武岩微粉与高速流动的铝合金溶液混合并喷射成型。本发明混入的碳化硼陶瓷粉、玄武岩微粉均匀性好、碳化硼陶瓷粉、玄武岩微粉用量少、成本低;碳化硼陶瓷粉、玄武岩微粉从混入铝合金溶液到堆积形成固体不会产生沉降,从而保证生产出的增强铝基材料是均匀的,确保性能的一致性。

具体实施方式

增强铝基材料制备方法,包括以下步骤,

(1)先利用坩埚熔化铝合金铸锭,并保温铝合金溶液,同时向坩埚内注入低压惰性气体保护;

(2)坩埚接出输送铝合金溶液管路,送粉系统管路与输送铝合金溶液管路出口前的支路连接,启动送粉系统缓慢匀速将碳化硼陶瓷粉、玄武岩微粉推送到输送铝合金溶液管路出口前的支路;

(3)同时坩埚密封并启动加压系统,低压惰性气体增压使坩埚内的铝合金溶液在输送铝合金溶液管路内高速流动,当流动的铝合金溶液流经支路口时,利用高速流动的铝合金溶液产生的负压力将碳化硼陶瓷粉、玄武岩微粉吸附进去并在流动中形成均匀混合物,输送铝合金溶液管路出口设喷口,混合物在喷口处形成液滴;

(4)喷口喷出的液滴收集器中聚集成液体,输送到铸模形成产品或直接喷射形成板材或毛坯。



技术特征:

技术总结
本发明具体为一种增强铝基材料制备方法,解决了现有添加碳化硼陶瓷粉、玄武岩微粉方法均匀性差的问题。增强铝基材料制备方法,包括以下步骤,先利用坩埚熔化铝合金铸锭,并保温同时低压惰性气体保护;输送铝合金溶液管路出口前的支路连接送粉系统管路;同时坩埚密封并启动加压系统,高速流动的铝合金溶液将碳化硼陶瓷粉、玄武岩微粉吸附形成混合物并喷射成型。本发明混入的碳化硼陶瓷粉、玄武岩微粉均匀性好、碳化硼陶瓷粉、玄武岩微粉用量少、成本低;碳化硼陶瓷粉、玄武岩微粉从混入铝合金溶液到堆积形成固体不会产生沉降,从而保证生产出的增强铝基材料是均匀的,确保性能的一致性。

技术研发人员:王建强;谢孔文;牛宏磊;杜杨春;杨荣国;王学军
受保护的技术使用者:山西平阳重工机械有限责任公司
技术研发日:2017.06.20
技术公布日:2017.11.21
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