[发明专利]基于纳米Y2O3颗粒改善ZL205A合金热裂倾向性的方法

说明书

本发明公开了一种基于纳米Y₂O₃颗粒改善ZL205A合金热裂倾向性的方法包括如下步骤：将ZL205A铝合金置于坩埚中，加热至720～750℃熔化后，置于室温环境下，不断搅拌，当合金熔体成熔融态时，利用外加法向熔体中加入纳米Y₂O₃颗粒，搅拌均匀,将装有半固态合金的坩埚置于750℃电阻炉中加热并搅拌30 min后，将表面残留渣扒除干净，再将加入颗粒的合金熔体在750℃保温30 min并搅拌，在温度为730℃时浇注入已在烘干箱内250℃恒温预热两个小时的CRC模具中，即得。本发明制备工艺要求简单、制备效率高、成本低，能够显著降低ZL205A合金在铸造过程中的热裂倾向，从而提高成品率。

技术领域

本发明涉及材料制备领域，具体涉及一种基于纳米颗粒改善ZL205A合金热裂倾向性的方法。

背景技术

随着航天、航空工业领域的发展，人们对航天航空所用铝合金材料的要求也越来越高，同时更高强度的铝合金材料受到了各界越来越多的重视。而Al-Cu合金系中的ZL205A合金是我国自主研制的高强度铸造铝合金代表，也是目前世界工业生产中强度较高的铸造铝合金之一，有较多优点并且广泛应于大型军工装备、汽车工业、工程机械、民用设备、医疗器械等行业。但由于Al-Cu系合金结晶温度范围较宽使其有热裂、缩松、偏析等铸造缺陷，从而导致产品成品率低，不利于当前铸造铝铜合金的应用和推广。

纳米颗粒是一种化学方法制造的、大小不超过200纳米的微型颗粒。向合金中加入纳米颗粒，从而成功制备出含有少量纳米颗粒的铸造Al-Cu合金材料，该材料有较高的强度,同时还保持着良好的韧塑性，能明显改善合金的抗疲劳性能和使用性能,还可极大提高塑性加工成形性。同时，纳米颗粒的添加使的铝合材料晶粒减小，组织较均匀，能提高其力学性能。

经对现有相关文献检索发现，中国专利CN104593628A公开的方法通过原位自生控制技术制备了含有微纳TiB₂ 颗粒的低热裂倾向性ZL205A 复合材料，该制备方法对降低热裂倾向性趋势有限，其制备原料为氟硼酸钾（ KBF₄）和氟钛酸钾（ K₂TiF₆），操作比较繁琐，温度要求较高，其化学反应过程产生的气体对人体及大气环境都有污染，化学试剂成本较高，且加入量较大。同时目前纳米Y₂O₃颗粒对ZL205A合金的性能及显微组织影响还未见报道，当然对其热裂倾向性也未见有研究。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于纳米颗粒改善ZL205A合金热裂倾向性的方法，该方法操作简单，成本较低，制备效率高，能极大的改善ZL205A合金的热裂倾向性，易于实现大规模的工业生产，具有良好的推广应用价值。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于纳米颗粒改善ZL205A合金热烈倾向性的方法，包括如下步骤：

S1、将ZL205A铝合金置于坩埚中，加热至720～750℃熔化,得合金熔体；

S2、将合金熔体置于室温环境下，不断搅拌，当合金熔体成熔融态时，按照配比用外加法手段将纳米Y₂O₃颗粒分多次加入熔融态液体中，搅拌均匀,将装有半固态合金的坩埚重新置于750℃电阻炉中加热并搅拌30 min，使半固态合金完全熔化后，将表面残留渣扒除干净，再将加入颗粒的合金熔体在750℃保温30 min并搅拌，在温度为730℃时浇注入已在烘干箱内250℃恒温预热两个小时的CRC模具中，即可到含有纳米Y₂O₃颗粒的ZL205A合金。