【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合金材料，具体涉及一种耐热铝硅合金及其制备方法。
技术介绍
1、铝基复合材料(aluminum matrix composites)由于具有高比强度、高比刚度、低密度、热稳定性好、耐高温蠕变等优点，使其在各个行业得到了广泛的应用。但是铝合金制成的部件在高温时往往会因为其晶粒及析出相长大而导致其高温力学性能明显下降，从而使得部件不能继续在高温环境下使用。比如，汽车发动机活塞作为发动机燃烧室中关键的零部件之一，需要承受25～300℃的热机械疲劳作用并在350～400℃的环境下长时间使用。目前研究人员采用了许多方法来提升铝合金的高温力学性能，比如：使用微合金法向铝中添加微量的稀土元素，这些稀土元素能够在铝中形成热稳定的分散纳米析出相，这些析出相能够在晶界处钉扎位错，从而提升材料的高温力学性能，但是微合金法提高了材料的成本，一定程度上限制了其大规模的应用；通过粉末冶金来制备陶瓷颗粒/铝复合材料能够很好的提升材料的高温力学性能，但是粉末冶金法总是面临着高成本以及复杂工艺的困境。相比之下，通过原位反应法制备陶瓷颗粒/铝复合材料来增强铝基体高温蠕变性能具有原位颗粒尺寸小，陶瓷颗粒-铝界面结合紧密且干净无污染，制备工艺简单的优点。针对上述问题，本专利技术提出了一种原位反应法制备zrb2/al-12si-4cu-2ni-0.8mg耐热铝硅合金的制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种耐热铝硅合金及其制备方法，解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的
3、本专利技术还提供了上述一种耐热铝硅合金的制备方法，包括以下步骤：
4、s1:将块状工业纯铝、铝铜合金、铝镁合金、铝硅合金、铝镍合金在机床中切割成小块，然后干燥备用；
5、s2:取工业纯铝放入石墨坩埚中，置于电磁感应炉中升温熔化，取氟硼酸钾和氟锆酸钾混合盐粉末加入熔体中，电磁和机械搅拌进行原位反应；
6、s3:调温后取铝铜合金、铝硅合金、铝镍合金作为原料加入s2得到的熔体中，然后加入覆盖剂，静置保温后搅拌扒渣；
7、s4:调温后将铝镁合金压入s3得到的熔体底部，保温后加入精炼剂，所有原料熔化后扒渣得到zrb2/al-12si-4cu-2ni-0.8mg复合材料熔体；
8、s5:将zrb2/al-12si-4cu-2ni-0.8mg复合材料熔体注入模具中，空冷后脱模获得zrb2/al-12si-4cu-2ni-0.8mg复合材料的铸锭。
9、优选的，所述s1中，干燥条件为：在200℃的电热恒温鼓风干燥箱中干燥0.5h，其中，干燥箱的升温速率为5-10℃/min。
10、优选的，所述s2中，电磁感应炉温度为870℃，原位反应时间为30min。
11、优选的，所述s3中，调温至800℃，覆盖剂为质量比为1:1的nacl/kcl混合材料，静置保温时间为10min。
12、优选的，所述s4中，调温至680-700℃，保温5min。
13、优选的，所述s4中，精炼剂为六氯乙烷。
14、优选的，所述s5中，模具涂覆质量比1:3的硅酸钠/氧化锌混合涂料后，放入马弗炉中预热至200℃，空冷时间≥40min。
15、因此，本专利技术提供了一种耐热铝硅合金及其制备方法，具体有益效果如下：
16、(1)本专利技术采用工业纯铝、铝铜合金、铝镁合金、铝硅合金、铝镍合金以及氟硼酸钾、氟锆酸钾作为原料，采用机械搅拌、电磁搅拌的方法，在铝熔体中原位反应生成不同质量分数的zrb2/al-12si-4cu-2ni-0.8mg复合材料，且zrb2颗粒作为强化相提高了基体合金的室温拉伸抗拉强度、高温拉伸抗拉强度，克服了常规al-si合金的铸造性能存在的缺陷且制备工艺较为简单，熔炼与冷却的时间较短，制备成本低，容易实现工业化生产，在新材料开发、优良耐高温合金领域具有较大的应用前景。
17、(2)zrb2/al-12si-4cu-2ni-0.8mg复合材料的室温拉伸抗拉强度随着zr b2含量的增大，在添加4wt.％时达到最大，室温拉伸抗拉强度从253.79mpa增大至322.65mpa，增加了27.13％。zrb2/al-12si-4cu-2ni-0.8mg复合材料的高温拉伸抗拉强度随着zrb2含量的增大，在添加4wt.％时达到最大，高温拉伸抗拉强度从100.84mpa增大至127.65mpa，增加了26.59％。
18、(3)zrb2的加入提高了基体合金材料高温蠕变强度。当颗粒的质量分数增加到4wt.％时，复合材料的稳态蠕变速率进一步降低到7.27×10-8s-1，比基体合金(1.73×10-7s-1)低2.38倍。4wt.％复合材料的蠕变寿命约为76.6小时，几乎比基体合金(33.5小时)长了130％。在300℃、50mpa条件下，本专利技术的复合材料的稳态蠕变速率为7.27×10-8s-1，低于近年来报道的许多耐蠕变铝合金的高温蠕变速率，表明本专利技术所开发的复合材料具有在300℃以上应用的潜力。
19、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种耐热铝硅合金，其特征在于，包括Al-12Si-4Cu-2Ni-0.8Mg基体合金以及ZrB2颗粒；按质量百分比计，其中，ZrB2颗粒为0wt.％～4wt.％，Al-12Si-4Cu-2Ni-0.8Mg合金为96wt.％～100wt.％。
2.如权利要求1所述的一种耐热铝硅合金的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种耐热铝硅合金的制备方法，其特征在于，所述S1中，干燥条件为：在200℃的电热恒温鼓风干燥箱中干燥0.5h，其中，干燥箱的升温速率为5-10℃/min。
4.根据权利要求2所述的一种耐热铝硅合金的制备方法，其特征在于，所述S2中，电磁感应炉温度为870℃，原位反应时间为30min。
5.根据权利要求2所述的一种耐热铝硅合金的制备方法，其特征在于，所述S3中，调温至800℃，覆盖剂为质量比为1:1的NaCl/KCl混合材料，静置保温时间为10min。
6.根据权利要求2所述的一种耐热铝硅合金的制备方法，其特征在于，所述S4中，调温至680-700℃，保温5min。
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8.根据权利要求2所述的一种耐热铝硅合金的制备方法，其特征在于，所述S5中，模具涂覆质量比1:3的硅酸钠/氧化锌混合涂料后，放入马弗炉中预热至200℃，空冷时间≥40min。
...【技术特征摘要】
1.一种耐热铝硅合金，其特征在于，包括al-12si-4cu-2ni-0.8mg基体合金以及zrb2颗粒；按质量百分比计，其中，zrb2颗粒为0wt.％～4wt.％，al-12si-4cu-2ni-0.8mg合金为96wt.％～100wt.％。
2.如权利要求1所述的一种耐热铝硅合金的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种耐热铝硅合金的制备方法，其特征在于，所述s1中，干燥条件为：在200℃的电热恒温鼓风干燥箱中干燥0.5h，其中，干燥箱的升温速率为5-10℃/min。
4.根据权利要求2所述的一种耐热铝硅合金的制备方法，其特征在于，所述s2中，电磁感应炉温度为870...
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