[发明专利]一种高强韧可焊原位纳米强化稀土铝合金及其制备方法

权利要求书

1.一种高强韧可焊原位纳米强化稀土铝合金的制备方法，所述高强韧可焊原位纳米强化稀土铝合金的化学成分按照质量百分比计算为：Zn：5-7，Mg：2-3，Mn：0.7-0.8，Cr：0.1-0.2，Cu：0.2-0.3，Zr：1.5-8，Ti：1.5-8，B：0.4-5，O：0.2-2，Er：0.05-0.3，Sc：0.05-0.3，Y：0.1-0.5，其余为Al；是以Al-Zn-Mg系铝合金为基体，通过成分调控，原位纳米陶瓷颗粒强化、细化，稀土微合金化，以及声磁场调控复合和超声半连铸技术，制备晶内均匀分布纳米Al₃(Er+Zr)、Al₃(Sc+Zr)、Al₃Y稀土析出相，晶界包含大量原位纳米ZrB₂、Al₂O₃、TiB₂陶瓷颗粒的高强韧可焊接原位纳米强化稀土铝合金材料，具体步骤如下：

（1）在声磁场调控下原位生成纳米陶瓷颗粒；

（2）待反应完全后，再补入其余金属元素和稀土元素；其余金属元素和稀土元素加入顺序为：待原位反应完成后，降温至750-760℃，加入纯Zn，纯Cu，Al-Cr，Al-Mn，Al-Zr以及稀土中间合金，反应10-15 min；反应结束后进行扒渣，精炼除气，降温至680℃加入纯Mg，继续反应10-15min；稀土元素为Sc，Er和Y；

（3）通过超声半连铸获得成分均匀，纳米陶瓷颗粒晶内/晶界分布可控的铝合金铸锭；

（4）最后通过均匀化处理、成形加工和热处理，获得高强韧的可焊原位纳米强化稀土铝合金。

2.如权利要求1所述的一种高强韧可焊原位纳米强化稀土铝合金的制备方法，其特征在于，所述的步骤（1）中，形成纳米陶瓷颗粒的反应物为K₂ZrF₆，K₂TiF₆，KBF₄，Na₂B₄O₇，ZrO₂，B₂O₃和Al₂(SO₄)₃中的两种至多种；纳米陶瓷颗粒为在熔体中原位反应生成的纳米ZrB₂、Al₂O₃、TiB₂陶瓷颗粒，颗粒尺寸为10-100 nm，体积分数为高强韧可焊原位纳米强化稀土铝合金的1-15%；电磁调控参数为：脉冲宽度的调节范围为100μs-50 ms，频率范围为10-15Hz，脉冲磁场峰值强度的调节范围为1-10T；超声功率为5-10kW，超声时间为超声10 min，间歇两分钟。

3.如权利要求1所述的一种高强韧可焊原位纳米强化稀土铝合金的制备方法，其特征在于，所述的步骤（3）中，超声半连铸工艺，其中超声的输出频率为25±0.5kHz，输出功率为200-300w，超声处理方式为连续超声。

4.如权利要求1所述的一种高强韧可焊原位纳米强化稀土铝合金的制备方法，其特征在于，所述的步骤（4）中，均匀化处理为二级均匀化工艺：350-370℃/8-10h+450-470℃/10-12h；成形加工为轧制、挤压、锻造中的一种至多种，成形加工前进行500℃/4h退火，成形加工温度为450-500℃，变形量为50%-500%；热处理为T6：470-500℃/1-2h，水冷+150-160℃/30min-12h。