[发明专利]一种2219铝基合金粉及其生产方法

说明书

本发明涉及一种2219铝基合金粉及其通过快速凝固法生产的方法。所述方法包括将2219合金锭放入不被污染的坩埚内，对坩埚内持续充入纯度99.95％以上的氮气或惰性气体，保证整个熔炼过程，合金都被高纯氮气或惰性气体保护；在950～1050℃温度下，充分搅拌合金溶液，并保温；在保温过程中，将雾化生产系统循环启动运转，保持循环空转，直至系统在微正压状况下氮气或惰性气体纯度能保持＞99.95％，然后在4.0～8.0MP的雾化压力、400℃以上的氮气或惰性气体温度下，通过雾化器使高压高温氮或惰性气体带着合金液超音速喷入雾化室内。

技术领域

本发明涉及铝基合金领域，具体而言，涉及一种2219铝基合金粉及其通过快速凝固法生产的方法。

背景技术

2219铝基合金具有比强度高、低温和高温力学性能好、断裂韧度高、抗应力腐蚀性能好等特点，适用于早高温315℃下工作的结构件、高强度焊接件，在航天和航空领域中得到广泛的应用。2219铝基合金属于可热处理强化变形铝合金，在固溶时效处理之后铝合金的力学性能得到提高。

目前，提升2219铝基合金上述性能的主要方式是通过快速凝固技术制备2219铝基合金。快速凝固技术问世于20世纪60年代，所述快速凝固即由液相到固相的冷却速度相当快，从而获得传统铸件或铸锭所不能获得的成分、相结构或微观结构，快速凝固的冷却速率通常为10³～10⁵K/s。由于快速凝固技术提高冷却速度，有效扩大铜在α相中的固溶度，抑制铜相的生核和生长，因此，通过快速凝固技术制备的2219铝基合金可以显著地改善合金的强度和韧度，同时合金的抗应力腐蚀性也得到很大提高。

然而，尽管快速凝固铝基合金制备技术在近年来发展非常迅速，但同时也面临着瓶颈和难点。

在常规的2219铝基合金成分以及物料熔融、雾化条件下，随着合金溶液的温度增加、合金的氧含量增大、流动性下降、35μm以下细粉太多，合金的性能也随之下降，尤其是在和静溶液超过950℃的情况下，2219铝基合金的氧含量会上升到3000ppm以上、流动性大于45s/50g以上，在高温下力学性能下降等缺陷，极大地制约了2219铝基合金的应用范围。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种快速凝固法制备2219铝基合金粉末的方法，通过所述方法可以克服2219铝基合金粉的氧含量高、流动性差以及在高温下力学性能下降的缺陷。

本发明的第二目的在于提供一种根据上述方法制成的2219铝基合金粉末或压材，具有比强度高、低温和高温力学性能好、断裂韧度高、抗应力腐蚀性能好、以及高温下力学性能优良的优点，扩大了2219铝基合金的应用范围。

本发明的第三目的在于提供上述合金粉末或合金压材在汽车、电子或航空航天领域的特殊应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种快速凝固法制备2219铝基合金的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将2219合金锭放入不被污染的坩埚内，对坩埚内持续充入纯度99.95％以上的氮气或惰性气体，保证整个熔炼过程，合金都被高纯氮气或惰性气体保护；

(2)在950～1050℃，优选980～1020℃温度下，充分搅拌合金溶液，并保温1-4h，优选2～2.5h；

(3)在保温过程中，将雾化生产系统循环启动运转，保持循环空转，直至系统在微正压状况下氮气或惰性气体纯度能保持＞99.95％，然后在4.0～8.0MP的雾化压力、400℃以上的氮气或惰性气体温度下，通过雾化器使高压高温氮或惰性气体带着合金液超音速喷入雾化室内，依靠高压超音速的喷射氮气或惰性气体快速扩散时的急速冷却及雾化室内的常温(通常30～45摄氏度)氮气或惰性气体实现合金的快速冷却凝固，获得2219铝基合金粉末。