一种铝铋硅合金的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铝铋硅合金的制备方法，本发明专利技术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。

Method for preparing aluminium bismuth silicon alloy

The invention discloses a method for preparing bismuth aluminum silicon alloy, the invention by adding trace Ni and C to the alloy melt, the alloy melt cooling liquid liquid phase, Ni and C in the form of NiC particles precipitated from the melt, thus greatly nucleation rate; in addition by spraying the deposition technology will prepare alloy ingot, billet by hot isostatic pressing of densification process, this method is of low cost, simple equipment, short process.

【技术实现步骤摘要】
一种铝铋硅合金的制备方法
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术提供一种铝铋硅合金的制备方法，本专利技术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，本专利技术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。本专利技术的优点在于，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。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。...

【技术特征摘要】
1.一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、...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：苏州南尔材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32