[发明专利]碳氮化物复合处理的高强度铝合金及其制备方法

权利要求书

1.一种碳氮化物复合处理的高强度铝合金，其特征在于：按重量百分比计，该合金成分为Cu:2.0～3.2%，Mn:≤0.2%，Mg:0.2～0.5%，Cr:≤0.01%，Ni:≤0.01%，Zn:≤0.1%，Ti:≤0.15%，Si：≤0.5%，Fe：≤0.5%，碳氮化物M_X(C，N)_Y为炉料总质量的0.05～2.5%，其余为Al和不可避免的微量杂质。

2.根据权利要求1所述的碳氮化物复合处理的高强度铝合金，其特征在于：上述碳氮化物M_X(C，N)_Y是指化学式为M_xC_y的过渡金属元素碳化物和化学式为M_xN_y的过渡金属元素氮化物，以及它们的混合物。

3.根据权利要求2所述的碳氮化物复合处理的高强度铝合金，其特征在于：碳氮化物M_X(C，N)_Y中的M是指元素周期表中位于ⅢB～ⅧB族、第一过渡系到第三过渡系的金属元素，包括稀土元素、铁系元素和铂系元素。

4.根据权利要求3所述的碳氮化物复合处理的高强度铝合金，其特征在于：上述碳氮化物M_X(C，N)_Y中的M是指Hf、Zr、Ti、Ta、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Co、Ni或RE。

5.根据权利要求1所述的碳氮化物复合处理的高强度铝合金，其特征在于：上述碳氮化物M_x(C，N)_y复合处理的高强度铝合金，M_x(C，N)_y的物理形态为粉末状固体，聚集态颗粒度为20-200目。

6.根据权利要求1-5所述的碳氮化物复合处理的高强度铝合金的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：在上述元素比例范围内，选定一组元素和碳氮化物，再根据需要配制的合金总量，推算出所需的每种单质金属的质量，编制合金生产配料表，并按配料表选足备料；

步骤二：先往熔炼炉中加入铝锭或熔融铝液，加热使之完全融化，按配方比例先加入步骤一选定的合金元素，使之完全溶解和熔化，精炼后在700～1000℃下保温；熔化过程在封闭环境内完成；

步骤三：使用氮气或惰性气体或氮气与惰性气体的混合气体，加少量氯气，对熔体进行除气净化作业，同时使碳氮化物粉末以流态化方式随气体加入到合金熔体中；同时进行搅拌，使碳氮化物在合金熔体中分布均匀，并与合金熔体充分反应；变质剂加入完毕，继续通入保护性气体至反应完毕；静置、调温至680～730℃，合金液出炉，沿以下两种流程分别进行不同制品的铸造生产；

流程一：沿流槽倾倒出炉，至立式水冷铸造机系统，铸造加工用锭坯，特别是铸造厚度500㎜以上的大型扁锭和直径500㎜以上的圆棒；

流程二：转注入铸件的铸模中，使用金属型、砂型或混合型铸方式，采用重力铸造、压力铸造或差压铸造工艺，铸造铝合金铸件，特别是铸造大型、薄壁或复杂结构的铝合金铸件。