[发明专利]一种轻量化汽车防撞梁用原位纳米强化铝合金及制备方法

权利要求书

1.一种轻量化汽车防撞梁用原位纳米强化铝合金的制备方法，其特征在于，将铝合金基体放入高纯石墨坩埚中在750-780℃熔化并保温5-10min，然后将熔体温度升至830-870℃，压入烘干处理过的用高纯铝箔包裹的反应粉体进入熔体中，同时在反应过程中第一次施加声磁耦合场，反应20-40min之后进行第一次的精炼和扒渣处理；然后放入电阻炉中将温度降至600-660℃并保温，第二次施加声磁耦合场10-20min，然后进行第二次的精炼和扒渣处理，倒入铜模中，制得复合材料铸棒，然后进行均匀化处理，将处理后的铝合金铸棒进行热挤压变形加工和后续的热处理，最后获得轻量化汽车防撞梁用原位纳米强化铝合金；所述的高纯铝箔包裹的反应粉体为碳酸锆(Zr(CO₃)₂)，氟硼酸钾(KBF₄)和氟钛酸钾(K₂TiF₆)，反应生成原位纳米ZrB₂，TiB₂和Al₂O₃颗粒，其三种颗粒尺寸均为50-100纳米，其氟硼酸钾(KBF₄)，碳酸锆(Zr(CO₃)₂)和氟钛酸钾(K₂TiF₆)的重量比例10-12:3-5:5-6，反应粉体的加入量为熔体的30-50％，能够获得体积分数为1-3％的ZrB₂,1-3％TiB₂和1-3％的Al₂O₃的纳米颗粒；所述的反应过程中施加的第一次声磁耦合场，为低频磁场和高能超声场；低频磁场，频率为5-10Hz，磁力电流为50-100A；高能超声场，功率为800-1200W，频率为15-20kHz；所述的第二次施加的声磁耦合场为高频脉冲磁场和高能超声场；高频脉冲，频率为15-22Hz，磁力电流为200-250A；高能超声场，功率为1000-1500W，频率为20-25kHz。

2.如权利要求1所述的一种轻量化汽车防撞梁用原位纳米强化铝合金的制备方法，其特征在于，所述的均匀化处理，指将铸棒升温至520-570℃保温20-24h，然后空冷至室温。

3.如权利要求1所述的一种轻量化汽车防撞梁用原位纳米强化铝合金的制备方法，其特征在于，所述的热挤压变形加工工艺为：将均匀化之后的铸锭按所需尺寸加工成挤压用棒材，送入电阻炉加热至450-500℃保温0.5-1h，然后将挤压模具加热至400-450℃保温10-30min，以2-5mm/s的挤压速度进行热挤压。

4.如权利要求1所述的一种轻量化汽车防撞梁用原位纳米强化铝合金的制备方法，其特征在于，所述的热处理为T6热处理，固溶：温度510-540℃，保温时间2-5h；淬火采用在线水雾淬火和穿水淬火，水雾淬火后挤压材温度为350-400℃，穿水淬火后温度为15-25℃；人工时效：温度170-190℃，保温时间4-8h。