含铍的铝合金及其熔模精密铸造，所说明的是一种实际含有１至９９重量百分比铍的铝基合金，以及用以铸造出净铝－铍合金零件的熔模精密铸造的改良方法。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于铍及铝的合金的。具体说来，本专利技术说明一种用以制造含铍的铝合金和以熔模精密铸造技术来使其形成有用结构产品的方法。
技术介绍
铝和铍的合金在技术上为已知的。比如在Cooper的专利1,254,987中，说明了将铝加进铍中来改善切削加工性能。Fenn的专利3,337,334说明并提出申请专利的Lockalloy商业化产品(由Lockheed和Berylco在1960年代发展的)，它包含以铝为主的合金和62重量百分比的铍。Lockalloy是制成片状，并装入YF12实验飞机的后机身下翼中(Duba，YF-12 Lockalloy腹翼计划(YF-12 Lockalloy Ventral FinProgram)，最终报告，NASA CR-144971，1976)。在引进Lockalloy后，对含有62重量百分比铍的预制铝合金制成的轧制合金取得了广泛的数据。比如，可参见London合金及复合物(Alloy and Compos-ites)，Beryllium Science and Technology，第2卷，Plenum出版社，纽约(New York)(1979)。文献上也有报告将第二级及第三级元素加至铝-铍合金中。如McCarthy的专利3,664,889所说明的，加入了镁、硅、镍或银以制备铝和铍的三元及四元合金。这些合金是由迅速凝固的合金粉末用常规方式进行密致化和加工制成。俄国对三元或更多元铝-铍合金的研究，散见在Molchanova，600℃时在Al—Be—Ni系统的相平衡(Phase Equilibria in the Al—Be—Ni System at 620 Deg.C)，Vest.Mosk.Univ.Khim，第27(3)卷，第266—271页(1986)；Ko-marov，用热处理来增加Al—Be—Mg合金在熔焊接点的强度(In-creasing the Strength of Welded Joints in an Al—Be—Mg Alloy byHeat Treatment)，Weld.Prod.，第26(1)卷，第32—33页(1979)；Kolachev，铝铍及镁的结构合金(Constructional Alloys of Alu-minum Beryllium and Magnesium)，Metalloved.Term.Obrad.Metal.，第13卷，第196—249页(1980)；Nagorskaya，Al—Be—Mg—Zn四元系统合金中的结晶过程(Crystallization in Al—Be—Mg—ZnQuaternary System Alloys)，Metalloved.Term.Obrad.Metal.，第9卷，第72—74页(1973)中的说明。通常会加入少量的铍至富含铝的合金中，以防止铝和其它合金组分在像熔融和浇铸的步骤中发生氧化。第一个例子有位在俄亥俄州(Ohio)，艾莫耳(Elmore)的Brush Wellman有限公司(BrushWellman Inc.)，它制造并销售供中间厂商(bulk Producer)作进一步加工用的含有10％或不到铍的富含铝的母合金。下游铝产品中的残余铍含量较宜少于0.01％。最近的铝一铍相图显示出一个实际上在两端都没有固体溶解度的简单低共熔物。摘自Murray所著铝-铍系统(The Aluminum—Beryllium System)，二元铍合金的相图，ASM国际的合金相图专集(ASM International Monographs on Alloy Phase Diagrams)，第9页(1987)的这个Al—Be相图复制在本说明书的附图说明图1中。Brush Welllman已经对含有约10至约75重量百分比铍的铝合金进行了广泛的研究，可参见Hashiguchi所著供太空应用的铝铍合金Aluminum Beryllium Alloys for Aero—space Application)，欧洲太空总署结构材料会议(European Space Agency StructuralMaterials Conference)，阿母斯特丹(Amsterdam)(1992年3月)。他作的研究显示，一个含有约62重量百分比铍的铝合金相当于含有约70容积非分比的铍，而50重量百分比铍的合金则相当于含有约59容积百分比的铍。另外还发现，该系统合金组合物的密度和弹性模数服从混合物原则，即通常有可能在纯铍和纯铝的性质之间作合金性质的内插。Brush Wellman公司Elmore研究室的研究也显示可以生产出大的铸锭和预制合金喷雾细粉末的颗粒，其显微组织是铍在铝基体中的复合物。目前Bursh Wellman是以商标名为AlBeMetTM的挤压产品和冲压薄板产品出售这些合金的。Brush Wellman使用了两种均可适用的方法将AlBeMetTM加工为有用的零件。这两个方法通常都需要在约1350至约1450℃的温度范围内，在有陶瓷内衬的耐火坩埚中对铝和铍的起始材料进行真空熔炼。第一个可用的方法是令液化的铝-铍熔体经由耐火喷嘴倾出成一液流，然后被一高速喷射的惰性气流所截交。惰性气流使液流断列成细微的液滴，液滴然后固化形成预制的合金粉末。构成预制合金粉末的单个颗粒具有铝合金基体中含有铍相的非常细微的树枝状显微结构。然后利用冷等静压制、热等静压制或挤压，使预制合金粉末固结生产出整体形状件，接着可经切削加工形成有用的物件。将AlBeMetTM加工形成有用零件的第二个可用的方法，是传统的铸锭浇注操作。它是将熔融的铝-铍合金倒进石墨模腔中，使之冷却成直径为6英时的固态铸锭。该铸件的显微结构是在铝合金基体中有相当粗大的树枝状铍相。去除铸件的保温帽，将其表面刮净，然后进一步压延、挤压或切削加工成最终的型件。这两种都可采用的方法是相当昂贵的，需要有较便宜的最终成型方法。熔模精密铸造是金属精密制造的一种，它可生成净形状的零件，而降低了后续的切削损失。使用一个按所需零件形状制造的一次性陶瓷壳型来作铸造该合金零件的模子。参见Horton，熔模精密铸造(Investment.casting)，金属手册(Metal Handbooks)，第9版，第15卷，第253—287页(1984)。将熔融金属倒进模子中制出零件，而陶瓷壳型则在与冷却后的金属合金属件分离时被毁掉。在本专利技术揭示之前，未见有用于铝-铍合金熔模精密铸造的报导，因为传统知识认为，象铝-铍合金系统(参见图1)所见的液相温度和固相温度之间有很大差异的情况，要熔模精密铸造这种合金时预计会有很大的困难。含有最有用铍含量的铝合金在其液相温度和固相温度之间有很大差异，这在理论上会使铸造这些合金非常困难，或者几乎不可能。举例来说，一种被称为“热撕裂”的在技术上可检查出来的铸件缺陷，会随着铸造合金之液相温度和固相温度之差的加大而更形严重。参见Davis，收缩破裂(Contractioin Cracks)，固化及铸造(solidification and Casting)，第174—176页，应用科学出版实(Applied Science Publishers)，艾色克思(Essex)，英国本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用以制备含铍的铝合金的方法，其特征在于它包括下列步骤： （ａ）提供一个固体铝组分和一个固体铍组分构成合金料； （ｂ）将步骤（ａ）的合金料在置于真空熔炼炉中的具有耐火内衬的坩埚中熔制； （ｃ）将步骤（ｂ）所得的金属熔体倒进一次性的壳型模子中； （ｄ）令该熔体在该一次性壳型模子中冷却； （ｅ）除去该一次性壳型模子。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：FC格林辛，JM马德，JH布罗菲，
申请(专利权)人：勃拉希，威尔曼股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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