[发明专利]铝硼合金及其制备方法

说明书

本发明公开了铝硼合金及其制备方法，包括以下重量百分比的组分：铝Al：91%‑94%、硼化铝AlB₂：2%‑3.8%、硼B：2%‑4.2%、钛Ti：0.1%‑0.6%、碳C：0.3%‑0.7%、镁铝合金：0.1%‑0.8%，取50％铝Al加入工频感应电炉中，升温，使铝Al在电炉中熔化成铝液，加入精炼剂，向铝液中加入使用氟橡胶包裹的硼B和碳C，使硼B熔化10min，加入硼化铝AlB₂，熔炼10分钟后加入钛Ti和镁铝合金进行降温处理，浇铸成锭，冷却后得到铝硼合金。该铝硼合金及其制备方法，通过向电炉中加入了燃烧性能较好的金属钛和镁铝合金作为推进剂，且使用氟橡胶包裹的硼加入电炉中熔化，去除了硼原子周围的氧化膜，提高硼颗粒的周围温度，减少硼颗粒熔化的延迟时间，改善了硼在与其他金属熔化扩散时的表面特性。

技术领域

本发明涉合金制造技术领域，具体为铝硼合金及其制备方法。

背景技术

硼-铝合金用硼纤维或带保护涂层的硼纤维增强的铝或铝合金，单向增强的硼-铝复合材料纵向拉伸强度随工艺与原料不同约为1.2～1.7GPa，弹性模量约为200～240GPa。纵向比弹性模量和比强度分别约为钛合金硬铝、合金钢的3～5倍和3～4倍。疲劳性能好，400℃以下仍有较高强度，已应用于涡轮喷气发动机风扇叶片和航空、宇航飞行器及人造卫星结构件。

但硼单质的熔点和沸点高,大于2000℃，较难熔化和气化，三氧化二硼的沸点也比较高，这就决定了温度达到2000℃以上才能够使硼粒子熔化而且熔化的过程要经历B₂O₃氧化层蒸发，这进一步增加了硼熔化的困难；硼的表面上存在B₂O₃、H₃BO₃等杂质，使硼与合金体系不兼容。因此，要使含硼合金得到广泛的应用前景，就必须改善硼在与其他金属熔化扩散时的表面特性。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了铝硼合金及其制备方法，具备铝硼合金硬度高的优点，解决了硼熔化的困难的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：铝硼合金，包括以下重量百分比的组分：铝Al：91％-94％、硼化铝AlB₂：2％-3.8％、硼B：2％-4.2％、钛Ti：0.1％-0.6％、碳C：0.3％-0.7％、镁铝合金：0.1％-0.8％。

优选的，所述硼化铝AlB₂选用分子量为48.604的红素固体，所述镁铝合金中以镁为主要添加元素，占总质量比的90％以上。

优选的，所述铝硼合金包括以下重量百分比的组分：铝Al：91％、硼化铝AlB₂：3.8％、硼B：4.2％、钛Ti：0.3％、碳C：0.4％、镁铝合金：0.3％。

优选的，所述铝硼合金包括以下重量百分比的组分：铝Al：94％、硼化铝AlB₂：2％、硼B：2％％、钛Ti：0.5％、碳C：0.7％、镁铝合金：0.8％。

本发明要解决的另一技术问题是提供铝硼合金制备方法，包括以下步骤：

S1：取50％铝Al加入工频感应电炉中，升温，使铝Al在电炉中熔化成铝液，调整温度至800～850摄氏度，加入0.5％的精炼剂，反应30分钟后除去表面浮渣。

S2：向铝液中加入使用氟橡胶包裹的硼B和碳C，升高电炉温度至1050～1100摄氏度，使硼B熔化10min。

S3：加入铝Al总量的25％进行降温处理，调整电炉温度至950～970摄氏度，并保温30～40min，保温完毕后将表层盐液排出。