本公开提供了能够与铝-碳化硼复合材料中的硼进行包晶反应的添加剂。所述添加剂可以选自由钒、锆、铌、锶、铬、钼、铪、钪、钽、钨以及其组合组成的群组，用于在铸造之前维持熔融复合材料的流动性，以促进可铸性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 相关申请的交叉引用 本申请要求2012年11月19日提交并且以全文同此并入的美国临时专利申请 61/727,949的优先权。
本专利技术关于铸造铝/碳化硼复合金属基体材料，其具有从包晶反应获得的产物以 在铸造之前增加其流动性。反应产物是通过使用能够与碳化硼的硼进行包晶反应的添加剂 来获得。
技术介绍
为了增加熔融Al-B4C混合物的流动性，并且如美国专利系列号7, 562, 962中所描 述，可以添加钛。当添加钛到熔融铝金属与B4C粉末的混合物中时，在B4C颗粒与使B 4C颗 粒"中毒"的铝基体的界面附近形成反应产物。据教导，反应产物将B4C颗粒与铝相屏蔽。 将非常需要提供在铸造和成形之前维持熔融Al-B4C混合物的适当流动性的手段 和方法。这些手段和方法将优选地提供/维持在工业环境中可经受成形和/或铸造的流动 性。
技术实现思路
专利技术概要 本公开提供了一种铸造复合材料，其包含铝、添加剂与硼之间的包晶反应的产物 以及分散的碳化硼颗粒。包晶反应的产物的存在在铸造之前维持熔融复合材料的流动性， 并且促进复合材料的可铸性和成形。 在第一个方面，本公开提供了一种铸造复合材料，其包含（i)铝，（ii)添加剂与硼 之间的包晶反应的产物，（iii)分散的碳化硼颗粒，以及（iv)任选的钛。添加剂选自由铬、 钼、钒、铌、锆、锶、钪以及其任何组合组成的群组。复合材料的样品在铸造之前已经被加热 到约700°C的温度持续约120分钟之后具有流动性，对应于当使用具有用于容纳样品的凹 槽的模具测量时至少IOOmm的铸造长度，这种凹槽的宽度为约33mm，高度介于约6. 5mm与 约4.0_之间，并且从水平轴向下倾斜约10°。在一个实施方案中，样品的铸造长度为至 少190mm。在另一个实施方案中，铸造复合材料在保持时间内被保持并且在铸造时间内被铸 造，并且其中保持时间和铸造时间总计为120分钟。在另一个实施方案中，包晶反应的产物 是通过组合熔融铝或熔融铝合金与能够进行包晶反应的添加剂（在并入碳化硼颗粒之前） 来提供。在另一个实施方案中，添加剂选自由锆、锶、钪以及其任何组合组成的群组。在另一 个实施方案中，添加剂是钪。在另一个实施方案中，添加剂是锶。在另一个实施方案中，添 加剂是锆。在一个实施方案中，分散的碳化硼颗粒的浓度（v/v)以铸造复合材料的总体积 计介于4%与40%之间。在所述实施方案中，添加剂的浓度（w/w)以铸造复合材料的总重 量计可以介于〇. 47%与8. 00%之间，并且任选地，复合材料可以进一步包含以铸造复合材 料的总重量计浓度（w/w)介于0.50%与4. 00%之间的钛。在另一个实施方案中，分散的碳 化硼颗粒的浓度（v/v)以铸造复合材料的总体积计介于4. 5%与18. 9%之间。在所述实施 方案中，添加剂的浓度（w/w)以铸造复合材料的总重量计可以介于0.38%与4. 00%之间， 并且任选地，铸造复合材料进一步包含以铸造复合材料的总重量计浓度（w/w)介于0.40% 与2. 00%之间的钛。在另一个实施方案中，分散的碳化硼颗粒的浓度（v/v)以铸造复合材 料的总体积计介于19. 0%与28. 0%之间。在所述实施方案中，添加剂的浓度（w/w)以铸 造复合材料的总重量计可以介于1. 68%与6. 00%之间，并且任选地，铸造复合材料可以进 一步包含以铸造复合材料的总重量计浓度（w/w)介于1. 80%与3. 00%之间的钛。在另一 个实施方案中，分散的碳化硼颗粒的浓度（v/v)以铸造复合材料的总体积计介于25.0%与 28. 0%之间或介于28. 0%与33. 0%之间。在所述实施方案中，添加剂的浓度（w/w)以铸造 复合材料的总重量计可以介于〇. 94%与4. 00%之间，并且任选地，铸造复合材料可以进一 步包含以铸造复合材料的总重量计浓度（w/w)介于1. 00%与2. 00%之间的钛。 根据第二个方面，本公开提供了一种制备铸造复合材料的方法。宽泛地说，这种方 法包括（a)组合（i)包含能够与硼进行包晶反应的添加剂的熔融铝合金与（ii)碳化硼颗 粒的来源，以提供包含添加剂与硼之间的包晶反应的产物和分散的碳化硼颗粒的熔融复合 材料；以及（b)铸造熔融复合物以形成铸造复合材料。添加剂选自由铬、钼、钒、铌、锆、锶、 钪以及其任何组合组成的群组。复合材料的样品在铸造之前已经被加热到约700°C的温度 持续约120分钟之后具有流动性，对应于当使用具有用于容纳样品的凹槽的模具测量时至 少IOOmm的铸造长度，这种凹槽的宽度为约33mm，高度介于约6. 5mm与约4. Omm之间，并且 从水平轴向下倾斜约10°。在一个实施方案中，铸造长度为至少190mm。在另一个实施方 案中，这种方法进一步包括在步骤（b)之前，在保持时间内保持熔融复合材料并且在铸造 时间内铸造熔融复合物，其中保持时间和铸造时间总计为120分钟。在另一个实施方案中， 这种方法进一步包括在步骤（a)之前，通过组合熔融铝或熔融铝合金与能够进行包晶反应 的添加剂来提供熔融铝合金。关于可以使用的添加剂的类型、添加剂的浓度、碳化硼颗粒的 浓度、复合材料中钛的任选的存在的实施方案已经描述于上文并且应用于本文中。 根据第三个方面，本公开提供了一种改善包含铝、添加剂与硼之间的包晶反应的 产物以及分散的碳化硼颗粒的熔融复合材料的铸造和/或成形特性的方法。宽泛地说，这 种方法包括组合（i)包含能够与硼进行包晶反应的添加剂的熔融铝合金与（ii)碳化硼颗 粒的来源，以提供熔融复合材料。添加剂选自由铬、钼、钒、铌、锆、锶、钪以及其任何组合组 成的群组。复合材料的样品在铸造之前已经被加热到约700°C的温度持续约120分钟之 后具有流动性，对应于当使用具有用于容纳样品的凹槽的模具测量时至少IOOmm的铸造长 度，这种凹槽的宽度为约33mm，高度介于约6. 5mm与约4. Omm之间，并且从水平轴向下倾斜 约10°。关于铸造长度、可以使用的添加剂的类型、添加剂的浓度、碳化硼颗粒的浓度、复合 材料中钛的任选的存在的实施方案已经描述于上文并且应用于本文中。 根据第四个方面，本公开提供了一种促进包含铝、添加剂与硼之间的包晶反应的 产物以及分散的碳化硼颗粒的熔融复合材料成形的方法。宽泛地说，这种方法包括组合（i) 包含能够与硼进行包晶反应的添加剂的熔融铝合金与（ii)碳化硼颗粒的来源，以提供熔 融复合材料。添加剂选自由铬、钼、钒、铌、锆、锶、钪以及其任何组合组成的群组。复合材料 的样品在铸造之前已经被加热到约700°C的温度持续约120分钟之后具有流动性，对应于 当使用具有用于容纳样品的凹槽的模具测量时至少IOOmm的铸造长度，这种凹槽的宽度为 约33mm，高度介于约6. 5mm与约4. Omm之间，并且从水平轴向下倾斜约10°。关于铸造长 度、可以使用的添加剂的类型、添加剂的浓度、碳化硼颗粒的浓度、复合材料中钛的任选的 存在的实施方案已经描述于上文并且应用于本文中。【附图说明】 这样一般地描述了本专利技术的性质，现在将参考随附图式，其中： 图1示出了含有不同批次的B4C粉末的熔融铝混合物的流动性的损失。结果对于 在735°C的初始温度下添加到熔融铝中的多个批次本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铸造复合材料，其包含(i)铝，(ii)添加剂与硼之间的包晶反应的产物，(iii)分散的碳化硼颗粒，以及(iv)任选的钛，其中：·所述添加剂选自由铬、钼、钒、铌、锆、锶、钪以及其任何组合组成的群组；并且·所述复合材料的样品在铸造之前已经被加热到约700℃的温度持续约120分钟之后具有流动性，对应于当使用具有用于容纳所述样品的凹槽的模具测量时至少100mm的铸造长度，所述凹槽的宽度为约33mm，高度介于约6.5mm与约4.0mm之间，并且从水平轴向下倾斜约10°。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·朗格莱，内威·安德拉德，让阿兰·劳林，
申请(专利权)人：力拓加铝国际有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA
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