[发明专利]电磁搅拌铸造制备高熵合金颗粒强化铝基复合材料的方法

说明书

本发明公开了一种电磁搅拌铸造制备高熵合金颗粒强化铝基复合材料的方法，涉及高性能金属材料制造技术领域。本发明包括备料、烘模、装料、炉料熔化、铝液精炼、添加高熵合金颗粒、浇铸和脱模，备料包括以下步骤：步骤一：准备块状铝锭和中间合金锭；步骤二：清洁块状铝锭和中间合金锭，去除氧化层并烘干；步骤三：将烘干后的原材料切割成小块，并使用电子天平称重后备用；步骤四：准备高熵合金粉末，高熵合金粉末的成分为Al_1.5CrCoNiFe；步骤五：将高熵合金粉末充分烘干后称重备用。本发明通过电磁场对铸模中的铝合金熔体进行搅拌，电磁场属于非接触式的外能能场，可有效的细化晶粒、改善强化粒子在材料中分布的均匀性。

技术领域

本发明属于高性能金属材料制造技术领域，特别是涉及一种电磁搅拌铸造制备高熵合金颗粒强化铝基复合材料的方法。

背景技术

铝基复合材料以其低密度、较高的机械强度和抗疲劳强度、良好的耐热性能、抗腐蚀性能，以及良好的尺寸稳定性，近年来得到快速发展，这类材料在航空航天、轨道交通、水路运输、电子电器等领域有巨大的应用前景。铝基复合材料的性能一般由增强物与基体的界面结合状态、基体与增强物本身的特性和增强物在基体中的分布等决定，常见的增强颗粒材料有SiC、Al2O3、BN等，金属间化合物如Ni-Al，Fe-Al和Ti-Al也被用工作增强颗粒。高熵合金是近年来发展的一种新型高性能金属材料，具有较高的强度、良好的耐热性和耐腐蚀性能。高熵合金的金属本质显示其作为强化体对铝基体的塑性影响较小。目前制备铝基复合材料常见的方法包括粉末冶金法、粉末挤压法和液态合成法，杨少锋和朱德智公开了一种高熵合金颗粒强化铝基复合材料的粉末合成工艺，但这类方法在制备大尺寸块状有一定的限制；在这方面，液态合成法具有较大的优势，但采用此法需要解决高熵合金颗粒自身团聚的问题，朱德智公开了一种铝基高熵合金复合材料的搅拌铸造制备工艺，但该法采用机械搅拌直接破坏铝液表面氧化膜，严重影响所制备材料的冶金品质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电磁搅拌铸造制备高熵合金颗粒强化铝基复合材料的方法，以解决了现有的问题：杨少锋和朱德智公开了一种高熵合金颗粒强化铝基复合材料的粉末合成工艺，但这类方法在制备大尺寸块状有一定的限制；在这方面，液态合成法具有较大的优势，但采用此法需要解决高熵合金颗粒自身团聚的问题，朱德智公开了一种铝基高熵合金复合材料的搅拌铸造制备工艺，但该法采用机械搅拌直接破坏铝液表面氧化膜，严重影响所制备材料的冶金品质。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种电磁搅拌铸造制备高熵合金颗粒强化铝基复合材料的方法，包括备料、烘模、装料、炉料熔化、铝液精炼、添加高熵合金颗粒、浇铸和脱模，所述备料包括以下步骤：

步骤一：准备块状铝锭和中间合金锭；

步骤二：清洁块状铝锭和中间合金锭，去除氧化层并烘干；

步骤三：将烘干后的原材料切割成小块，并使用电子天平称重后备用；

步骤四：准备高熵合金粉末，高熵合金粉末的成分为Al_1.5CrCoNiFe；

步骤五：将高熵合金粉末充分烘干后称重备用。

进一步地，所述烘模包括以下步骤：

步骤一：将电磁铸模烘烤至200至350℃后备用。

进一步地，所述装料包括以下步骤：

步骤一：将低熔点原料先加入到感应加热熔炼炉底部；

步骤二：将高熔点炉料置于熔炉上层；

步骤三：待熔炉内的炉料全部融化后将原材料中的镁锭加入到熔炉内。

进一步地，所述炉料熔化包括以下步骤：