【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属材料及其制备，尤其涉及一种氮化硼包覆铝锶合金及其制备方法和应用。
技术介绍
1、铝锶变质常用于亚共晶和共晶铝硅合金的变质，常见铝锶中间合金主要是al-5sr和al-10sr变质剂，其添加量约占铝硅合金2wt％～6wt％，进行对针状或片状的共晶硅和粗大的初晶硅变质，使硅的形态由针状或片状变为均匀球状，进一步提高铝硅合金的力学性能。铝锶变质具有锶元素含量易于控制，操作简单，在变质过程中不会产生变质不充分或者过变质的现象；锶元素对铝硅合金的变质具有较长的起效性；变质后的合金回炉重熔后，组织不会发生明显变化，且无毒、无污染等优点。
2、传统的铝锶中间合金中锶含量较低，需要的变质时间较长，且锶的化学性质活泼，易氧化，所以用量比较大，使得铝硅合金容易出现吸h现象，造成合金成形后产生气孔缺陷；同时会消耗大量锶，增加最终合金铸件成本。为了避免上述情况发生，现有技术主要采用增加除气精炼次数的方式进行处理，但是该方法耗时、耗能、耗材，不利于推广进行大规模生产。
3、为此，本专利技术提供一种氮化硼包覆铝锶合金及其制备方法和应用。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种氮化硼包覆铝锶合金及其制备方法和应用。本专利技术提供一种锶含量在50％以上的铝锶中间合金，最高可至90％，提高锶对铝硅合金变质的高效性。当铝锶中间合金中锶含量超过10％以上时，合金中的锶元素很容易被氧化，不易于存储使用，目前主要通过密封在铝管中防止氧化，而本专利技术通过在
2、本专利技术的一种氮化硼包覆铝锶合金及其制备方法和应用是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术的第一个目的是提供一种氮化硼包覆铝锶合金的制备方法，包括以下步骤：
4、将铝锶合金锭剪切后热挤压形成实际所需的形状，获得铝锶合金粗品；随后采用等离子喷涂技术，将aln粉喷涂于所述铝锶合金粗品表面上形成aln涂层，获得所述氮化硼包覆铝锶合金；
5、其中，所述铝锶合金锭中的含锶量为50wt％～90wt％；
6、所述aln涂层的厚度为50～400μm。
7、优选地，所述等离子喷涂技术的工作气体为氢气和氩气；
8、氢气压力为0.5～0.9mpa，氢气流量为25～35l/min；
9、氩气压力为0.2～0.4mpa，氩气流量为8～15l/min；
10、工作电流为550～650a；工作电压为65～85v；
11、喷涂距离为70～100mm；
12、且所述机械手带动喷枪移动的速度为300～500mm/s。
13、优选地，所述铝锶合金锭通过以下步骤获得：
14、将纯铝锭加入中频感应炉中熔炼至完全熔融后，于710～740℃下进行精炼除气，静置10～15min后扒渣处理，获得纯净的铝熔体；
15、将所述铝熔体升温至780～950℃，加入称取好的金属锶，密封后于780～950℃的温度下抽真空，于真空中依次进行保温处理，获得铝锶合金熔体；
16、将所述获得铝锶合金熔体于真空中进行电磁搅拌处理，扒渣处理后进行浇铸，获得铝锶合金锭；
17、其中，所述纯铝锭的纯度≥99.7％；
18、且在制备铝锶合金锭的过程中，环境湿度保持≤45％。
19、优选地，所述精炼除气的工艺参数为：
20、通氩气压力0.1～0.3mpa；
21、旋转转子速度为800～1500r/min，除气时间为10～30min。
22、优选地，所述保温处理的时间为45～90min；
23、所述浇铸的温度为850～1300℃。
24、优选地，所述电磁搅拌的功率为150～200kw，电磁搅拌的时间为2～5min。
25、优选地，所述aln粉的粒径为0.2～2μm。
26、本专利技术的第二个目的是提供一种上述制备方法制备的氮化硼包覆铝锶合金。
27、本专利技术的第三个目的是一种上述氮化硼包覆铝锶合金在用于变质及颗粒强化铝硅合金中的应用，以上述制备的氮化硼包覆铝锶合金作为变质剂。
28、优选地，所述氮化硼包覆铝锶合金通过以下步骤进行变质及颗粒强化铝硅合金：
29、将铝硅合金完全熔融后，进行除气和清渣处理，获得铝硅合金熔体；
30、当所述铝硅合金熔体为650～750℃时，加入所述氮化硼包覆铝锶合金，静置10～15min，将氮化硼包覆铝锶合金完全熔融后，获得混合熔体；
31、将所述混合熔体于710～730℃下保温10～15min进行孕育，即实现对铝硅合金进行变质处理；
32、其中，所述氮化硼包覆铝锶合金与所述铝硅合金的质量比为0.03wt％～0.05wt％:1。
33、本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
34、本专利技术提供一种锶含量在50％以上的铝锶中间合金，最高可至90％，提高锶对铝硅合金变质的高效性。当铝锶中间合金中锶含量超过10％以上时，合金中的锶元素很容易被氧化，不易于存储使用，目前主要通过密封在铝管中防止氧化，而本专利技术通过在中间合金成型过程中，在其表面通过等离子喷涂一层50～400μm氮化铝(aln)涂层，这样不仅可以阻止铝锶合金中的锶元素被氧化，同时可以使aln涂层在铝硅合金基体中形成弥散的纳米强化相aln，更进一步提高铝硅合金的力学性能。
35、50％以上锶含量的铝锶合金的低熔点特性(580℃)使其在较低的金属温度下处理铝硅合金熔体，可以减少铝硅合金中氧化物和[h]气吸收，减少烧损和降低能耗，从而减少铸造总成本。
36、本专利技术在铝锶合金表面热喷涂的50～400μm氮化铝(aln)涂层可以防止锶的氧化，也可以在铝硅合金基体中形成弥散的纳米颗粒增强相，可大大提高其力学性能。
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1.一种氮化硼包覆铝锶合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述等离子喷涂技术的工作气体为氢气和氩气；
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝锶合金锭通过以下步骤获得：
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述精炼除气的工艺参数为：
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述保温处理的时间为45～90min；
6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述电磁搅拌的功率为150～200kW，电磁搅拌的时间为2～5min。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述AlN粉的粒径为0.2～2μm。
8.一种权利要求1-7任意一项所述的制备方法制备的氮化硼包覆铝锶合金。
9.一种权利要求8所述的氮化硼包覆铝锶合金在用于变质及颗粒强化铝硅合金中的应用，其特征在于，以权利要求8制备的氮化硼包覆铝锶合金作为变质剂。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述氮化硼包覆铝锶合金通过以下步骤进行变质及
...【技术特征摘要】
1.一种氮化硼包覆铝锶合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述等离子喷涂技术的工作气体为氢气和氩气；
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝锶合金锭通过以下步骤获得：
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述精炼除气的工艺参数为：
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述保温处理的时间为45～90min；
6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述电磁搅拌的...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚婷，夏峰，郭永春，杨伟，马志军，李建平，郭振潼，王萍，
申请(专利权)人：陕西有色榆林新材料集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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