[发明专利]一种快速凝固铝合金材料及其制备方法

权利要求书

1.一种快速凝固铝合金材料，其特征在于，该铝合金材料成分包含：6～10wt％的铁，2～6wt％的混合稀土，余量为铝及不可避免的杂质；

所述的混合稀土为镧-铈混合稀土，成分包含：La32～33wt％、Ce62～63wt％，余下为F、Fe、Al、Mg、P、Cl、Zn及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种快速凝固铝合金材料，其特征在于，该铝合金材料成分包含：8wt％的铁，4wt％的混合稀土，余量为铝及不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的一种快速凝固铝合金材料，其特征在于，所述的混合稀土成分包含：La32.6wt％、Ce62.6wt％、O1.6wt％、F0.3wt％、Fe0.54wt％、Al0.39wt％、Mg0.24wt％、P0.17wt％、Cl0.16wt％、Zn0.12wt％及不可避免的杂质。

4.一种如权利要求1所述的快速凝固铝合金材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)以纯铝锭和纯铁棒为原料熔炼Al-Fe中间合金，其中Al-Fe中间合金中Fe的含量为20wt％；以纯铝锭和混合稀土为原料熔炼Al-Re中间合金，Re表示混合稀土，Al-Re中间合金中Re的含量为10wt％；

(2)取纯铝锭、Al-Fe中间合金于中频感应炉中，熔化后再加入Al-Re中间合金，混合均匀，之后浇注冷却脱模得到包含6～10wt％铁与2～6wt％混合稀土的铝合金铸锭；

(3)铝合金铸锭清洗：将熔炼得到的铝合金铸锭破碎，将破碎的块体合金依次放入丙酮溶液和酒精溶液中超声清洗，取出后晾干待用；

(4)喷射成形制备铝合金圆锭：将步骤(3)中清洗得到的块体合金中频感应加热至1100～1300℃，使其融化，然后以N₂为雾化气体，在雾化压强为0.8～1.5Mpa下，喷射成形制备铝合金圆锭；

(5)热压致密化：对步骤(4)得到的铝合金圆锭进行热压致密化，获得致密化的喷射沉积铝合金，即快速凝固铝合金材料。

5.根据权利要求4所述的一种快速凝固铝合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的纯铝锭为纯度不低于99.95wt％的工业级铝锭，所述的纯铁棒为铁含量不低于99.99wt％的直径为5mm的工业纯铁棒，所述的混合稀土为镧-铈混合稀土，成分包含：La32～33wt％、Ce62～63wt％，余下为F、Fe、Al、Mg、P、Cl、Zn及不可避免的杂质。

6.根据权利要求4所述的一种快速凝固铝合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中使用中频感应炉熔炼Al-Fe中间合金，使用井式坩埚电阻炉熔炼Al-Re中间合金。

7.根据权利要求4所述的一种快速凝固铝合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中喷射成形制备铝合金圆锭的具体过程如下：

将步骤(3)中清洗得到的块体合金放入雾化沉积设备的坩埚中，其中坩埚使用氧化镁坩埚，坩埚底部为氮化硅导流管，对块体合金进行中频感应加热至1100～1300℃，使块体合金融化，融化后的熔体在惰性气体保护下，通过与双层非限制式气流雾化喷嘴分离式配合的导流管进行雾化成形，雾化气体为N₂，雾化压强为0.8～1.5Mpa，熔体在导流管内质量流率为1.7～1.8kg/min，雾化距离为400～500mm，在雾化的同时，底部沉积盘以每分钟45～120转的转速旋转，熔体沉积在底部沉积盘上，得到铝合金圆锭。

8.根据权利要求4所述的一种快速凝固铝合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)中热压致密化的加压方式为单向加压，热压压强设置为300～500Mpa，热压温度为250～450℃，保温时间1～3h。