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[发明专利]一种Cu-Cr-Nb-Ti合金及其制备方法-CN202310351207.2在审
发明人： 刘祖铭;李建;叶书鹏;周欢;陈雷 -专利权人：中南大学
申请日： 2023-04-04 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： C22C9/00 文献下载
摘要：本发明首次设计了一种Cu‑Cr‑Nb‑Ti合金，并开发出了与之相匹配的3D打印工艺和热处理工艺。以质量百分比计包括下述组成：Cr 1.6‑1.7wt.％、Nb1.3‑2.2wt.％、Ti 0.1‑0.2wt.％、余量为铜；所述产品包括3D打印态和热处理态；其中3D打印态产品的相对密度高于99％；热处理态产品的显微硬度、抗拉强度和电导率分别为3D打印态产品的1.05‑2倍、1.05‑1.75倍和3.5‑5倍。本发明组分设计合理，3D打印工艺窗口宽，制备工艺简单，所得产品性能优良，便于大规模工业化应用。
一种 cu cr nb ti 合金及其制备方法

[发明专利]一种3D打印制备多尺度陶瓷相增强金属复合材料的方法-CN202010891059.X有效
发明人： 刘祖铭;魏冰;农必重;吕学谦;任亚科;曹镔;艾永康 -专利权人：中南大学
申请日： 2020-08-30 - 公布日： 2023-01-03 - 主分类号： B22F3/105 文献下载
摘要：本发明提供一种3D打印制备多尺度陶瓷相增强金属复合材料的方法，以金属材料为基体，以陶瓷颗粒作为增强相。采用微米级TiC、TiB2、WC、SiC、CrC和A12O3中的一种或多种陶瓷颗粒作为原料，添加陶瓷颗粒的质量百分比为0～10.0％，通过分批次加入陶瓷颗粒与一定比例的金属粉末，进行特定的球磨工艺、等离子球化、气流分级以及筛分，得到球形度高、流动性好、粒度范围窄的多尺度陶瓷相均匀分布的金属复合粉末，通过3D打印制备多尺度陶瓷相增强的金属复合材料。所制备的金属复合材料，陶瓷相分布均匀，具有不同尺度，力学性能优异。采用微米级陶瓷颗粒，成本低；可以一体成形制备任意复杂形状的零件，提高材料利用率。
一种打印制备尺度陶瓷增强金属复合材料方法

[发明专利]一种用于3D打印的纳米陶瓷金属复合粉末及应用-CN202010891040.5有效
发明人： 刘祖铭;魏冰;农必重;吕学谦;任亚科;曹镔;艾永康 -专利权人：中南大学
申请日： 2020-08-30 - 公布日： 2022-11-25 - 主分类号： B22F1/12 文献下载
摘要：本发明提供一种用于3D打印的纳米陶瓷金属复合粉末及应用，以金属材料为基体，以陶瓷颗粒作为增强相。采用微米级TiC、TiB2、WC、SiC、CrC、A12O3、Y2O3、TiO2中的一种或多种陶瓷颗粒作为原料，添加陶瓷颗粒的质量百分比为0.5～10.0％，通过特定的球磨工艺、等离子球化、气流分级以及筛分，得到球形度高、流动性好、粒度范围窄的纳米陶瓷均匀分布的金属复合粉末，满足3D打印技术对粉末较高的要求；通过3D打印技术制备纳米陶瓷增强的金属复合材料。所制备的金属复合材料，纳米陶瓷相分布均匀，具有优异的力学性能。采用微米级陶瓷颗粒，通过纳米化实现均匀分散，成本低；可以一体成形制备任意复杂形状的零件，提高材料利用率。
一种用于打印纳米陶瓷金属复合粉末应用

[发明专利]一种Al-Cu-Mg-Mn系铝合金铸件制备方法-CN202010957034.5有效
发明人： 刘祖铭;周旭;李正龙;尹莉;丁秋宏 -专利权人：长沙合丰耐磨材料有限公司;中南大学
申请日： 2020-09-12 - 公布日： 2022-04-12 - 主分类号： B22C9/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种Al‑Cu‑Mg‑Mn铝合金铸件制备方法，涉及铝合金领域，包括以下成分：Si:≤0.5％、Fe:≤0.5％、Cu:2.0‑6.5％、Mg:0.2‑2.0％、Mn:0.2‑1.5％，余量为铝及不可除杂质。针对目前铝合金砂模铸造组织粗大、容易夹砂以及金属模铸造操作困难的问题，本发明提出采用金属模具作为内模、环绕冷却管，砂型模具作为外模的特殊组合模具，对所配原料进行熔炼、精炼除杂除气、浇注，制备得到高质量、高性能铸件。由于金属内模的导热性能好、冷却速度快，显著降低铝合金成型件的晶粒尺寸，通过冷却水、砂型外模调控熔体凝固速率，所制备的铝合金铸件组织致密、晶粒尺寸小、成分均匀，扩大中心等轴晶区，性能优于砂型模具、金属模具制备的铸件，方法简单，成本低，在铝合金制备领域具有重要的价值。
一种 al cu mg mn 铝合金铸件制备方法

[发明专利]一种同时提高Cu-Cr-Nb合金强度和导电率的方法-CN202011448825.1有效
发明人： 刘祖铭;吕学谦;艾永康;李全;任亚科;周旭;卢思哲;曹镔 -专利权人：中南大学
申请日： 2020-12-11 - 公布日： 2022-04-05 - 主分类号： C22C9/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种同时提高Cu‑Cr‑Nb合金强度和导电率的方法。所述合金包括0.5～5.0wt.％的Cr、0.5～5.0wt.％的Nb和0.01～1.00wt.％的M，余量为铜。其中，M选自RE、B、P、Si、Ca、Zr、Li、Mg、Ti、Ni、Fe、Sn、Mn等中的至少三种，RE选自Ce、La、Y、Pr、Nd、Sm、Sc中的至少一种。本发明采用粉末成形和形变热处理制备Cu‑Cr‑Nb‑M合金。通过微合金化、快速凝固、快速致密化、形变热处理的共同作用调控合金的显微组织；利用多种强化机制的协同作用，提高合金的强度，改善的合金综合性能。所制备合金中第二相尺寸≤0.50μm，分布均匀，合金的室温抗拉强度≥450MPa，导电率≥80％IACS；高温(700℃)抗拉强度≥95MPa；实现了Cu‑Cr‑Nb合金导电率和强度的同步提高和良好匹配。
一种同时提高 cu cr nb 合金强度导电方法

[发明专利]一种原位热处理提高3D打印镍基高温合金力学性能的方法-CN202010891102.2有效
发明人： 刘祖铭;魏冰;农必重;吕学谦;任亚科;曹镔;艾永康 -专利权人：中南大学
申请日： 2020-08-30 - 公布日： 2022-03-29 - 主分类号： B22F3/105 文献下载
摘要：本发明提供一种原位热处理提高3D打印镍基高温合金力学性能的方法，在激光3D打印过程中，首先利用高能量密度激光束对合金粉末进行成形，得到成形层；然后利用低能量密度激光束对成形层进行原位二次激光扫描，实现原位热处理。针对镍基高温合金激光3D打印开裂、力学性能不足等问题，本发明采用高功率的激光束以较快的扫描速度第一次扫描，熔凝成形，得到成形层；随后采用低功率的激光和较慢扫描速度对成形层进行二次扫描，通过精确控制激光两次扫描能量输入，实现镍基高温合金激光3D打印过程原位热处理，快速消除残余应力，避免裂纹产生；析出纳米沉淀相，调控合金的显微组织，提高力学性能。
一种原位热处理提高打印高温合金力学性能方法

[发明专利]一种提高Cu-Cr-Nb合金强度和电导率的方法-CN202010891130.4有效
发明人： 刘祖铭;任亚科;吕学谦;魏冰;周旭;农必重;卢思哲 -专利权人：中南大学
申请日： 2020-08-30 - 公布日： 2022-03-25 - 主分类号： B22F9/08 文献下载
摘要：本发明提供一种提高Cu‑Cr‑Nb合金强度和电导率的方法。本发明通过氩气雾化制备球形度高、卫星粉少的Cu‑Cr‑Nb合金粉末，并采用氮气低温风选筛粉，还原气氛封装；在氢气含量为1‑3％、余量为氩气的气氛中进行SLM成形，有效的降低了合金中的氧含量，提升了合金导电性能；最后将成形件放置还原气氛中进行双级时效处理，得高强度、高塑性和高导电率的Cu‑Cr‑Nb合金。本发明制备的Cu‑Cr‑Nb合金的室温抗拉强度不低于623MPa，伸长率不低于27％，显微硬度不低于217HV，导电率达到84％IACS，700℃高温抗拉强度不低于140MPa。本发明高强高导铜合金领域具有重要的应用价值。
一种提高 cu cr nb 合金强度电导率方法

[发明专利]一种高强韧球墨铸铁及其制备方法-CN202010957030.7有效
发明人：李正龙;刘祖铭;李建;尹莉;丁秋宏 -专利权人：长沙合丰耐磨材料有限公司
申请日： 2020-09-12 - 公布日： 2022-03-11 - 主分类号： C22C37/04 文献下载
摘要：本发明提供了一种高强韧球墨铸铁及其制备方法，属于铸铁熔炼铸造领域。针对目前砂型铸造时高强韧球墨铸铁不能同时满足较高的抗拉强度和伸长率的问题，本发明所述的一种高强韧球墨铸铁成分为C:3.6～4.2％，Si:2.0～2.5％，Mn:0.6～1.2％，P:≤0.1％，S:≤0.03％，Mg:0.03～0.08％，余量为Fe；在砂型模的上下增加钢板和冷却管的特殊模具，进行球铁的熔炼、浇铸，无需热处理工艺，可以实现珠光体含量的有效调控，获得组织致密的珠光体球墨铸铁铸件。所制备的球墨铸铁工件的铸造缺陷较少，力学性能优异，抗拉强度大于650MPa，伸长率大于8％，适合大规模生产应用。
一种强韧球墨铸铁及其制备方法

[发明专利]一种利用非水溶液电解系统提取纳米第二相的方法-CN202011098339.1有效
发明人： 刘祖铭;卢思哲;李全;吕学谦;艾永康;曹镔;周旭;任亚科;农必重;魏冰 -专利权人：中南大学
申请日： 2020-10-14 - 公布日： 2022-03-11 - 主分类号： G01N23/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种利用非水溶液电解系统提取纳米第二相的方法及其应用。本发明通过独特的电解系统设计，使电解液在电解过程中形成溢流和涡流，溢流和涡流电解液不断地冲刷电极和电解槽，可以有效的防止纳米第二相在电极和电解槽的表面吸附以及纳米第二相的团聚。通过电解液成分设计，尤其是电解质、增稠剂和络合剂的配合使用，可实现铁磁性合金的选择性电解反应，实现铁磁性合金中基体与第二相的有效分离，抑制Fe3+在第二相表面的沉降及包覆；有效的增加了第二相沉降阻力，抑制第二相沉降。使用该电解液及电解体系，有利于提高电解反应效率，提高尺寸小于20nm尤其是尺寸小于15nm第二相的收集率，实现铁磁性合金中纳米第二相提取与表征。
一种利用水溶液电解系统提取纳米第二方法

[发明专利]一种铝合金铸件的制备方法-CN202010957103.2有效
发明人： 刘祖铭;周旭;任亚科;农必重;卢思哲;曹镔;艾永康;魏冰;吕学谦 -专利权人：中南大学
申请日： 2020-09-12 - 公布日： 2022-02-11 - 主分类号： C22C1/03 文献下载
摘要：本发明公开了一种铝合金铸件的制备方法，涉及铝合金领域。针对目前铝合金砂模铸造组织粗大、容易夹砂以及金属模铸造操作困难的问题，本发明提出采用金属模具作为内模、环绕冷却管，砂型模具作为外模的特殊组合模具，对所配原料进行熔炼、精炼除渣除气、浇注，制备得到高质量、高性能铸件。由于金属内模的导热性能好、冷却速度快，显著降低铝合金成型件的晶粒尺寸，通过冷却水、砂型外模调控熔体凝固速率，所制备的铝合金铸件组织致密、晶粒尺寸小、成分均匀，扩大中心等轴晶区，性能优于砂型模具、金属模具制备的铸件，方法简单，成本低，在铝合金制备领域具有重要的价值。
一种铝合金铸件制备方法

[发明专利]一种双峰晶粒尺寸、双尺度纳米相强化的高强高导Cu-Cr-Nb合金-CN202011288114.2有效
发明人： 刘祖铭;任亚科;吕学谦;魏冰;周旭;农必重;卢思哲;艾永康;曹镔 -专利权人：中南大学
申请日： 2020-11-17 - 公布日： 2022-02-11 - 主分类号： C22C9/00 文献下载
摘要：本发明提供一种双峰晶粒尺寸、双尺度纳米相强化的高强高导Cu‑Cr‑Nb合金，属于增材制造及高强高导铜合金领域。本发明设计的合金中，Cr、Nb元素含量分别为2.0‑2.8at％、1‑1.3at％，并控制Cr、Nb原子比略大于2:1，利用Cr2Nb相、Cr相等纳米相强化铜基体。本发明通过选区激光熔融配合特殊的热处理工艺，制备得到具有双峰晶粒尺寸、双尺度纳米相强化的高性能Cu‑Cr‑Nb合金。本发明所制备的Cu‑Cr‑Nb合金其室温抗拉强度大于800MPa,屈服强度大于710MPa，显微硬度不低于256HV，伸长率不低于25％，导电率不低于70％IACS；700℃抗拉强度为145～155MPa。
一种双峰晶粒尺寸尺度纳米强化高强 cu cr nb 合金

[发明专利]一种高强Al-Zn-Mg-Cu铝合金及其制备方法-CN202010891268.4有效
发明人： 刘祖铭;周旭;任亚科;农必重;卢思哲;曹镔;艾永康;魏冰;吕学谦 -专利权人：中南大学
申请日： 2020-08-30 - 公布日： 2021-11-30 - 主分类号： C22C21/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种高强Al‑Zn‑Mg‑Cu铝合金及其制备方法，涉及铝合金领域，按重量百分比，包括以下成分：Si:≤0.5％，Fe:≤0.5％，Zn:5.0‑7.0％，Cu:2.0‑3.0％，Mg:1.5‑3.0％，Sc：0.15‑0.35％，Zr：0.1‑0.2％，Y:0.1‑0.3％，余量为铝及不可除杂质。制备方法为：熔炼、模具、精炼除杂除气、浇注、均匀化热处理、三维大变形锻造预变形、等温变形加工、热处理。所用铸造模具为金属模具作为内模、环绕冷却管，砂型模具作为外模的特殊组合模具，制备得到高质量、高性能铸件；所述热处理为固溶处理+梯度时效处理。本发明所制备的Al‑Zn‑Mg‑Cu铝合金，强度达650MPa,伸长率为10‑13％，在强度提高的同时，实现了伸长率的提升，提高了使用寿命，在高强铝合金领域具有重要的价值。
一种高强 al zn mg cu 铝合金及其制备方法

[发明专利]一种消除3D打印镍基高温合金裂纹的方法-CN202010891045.8有效
发明人： 刘祖铭;魏冰;农必重;吕学谦;任亚科;曹镔;艾永康 -专利权人：中南大学
申请日： 2020-08-30 - 公布日： 2021-11-23 - 主分类号： C22C19/05 文献下载
摘要：本发明提供一种消除3D打印镍基高温合金裂纹的方法，属于高温合金增材制造技术领域。针对γ′相沉淀强化镍基高温合金3D打印易产生裂纹的问题，本发明首次提出通过适量稀土进行稀土微合金化，降低γ′相沉淀强化镍基高温合金3D打印开裂敏感性，扩宽3D打印工艺窗口，抑制3D打印裂纹的产生，大幅提高成形件的强度和塑性，有效预防工序间存放开裂、后续热处理开裂等后续加工过程中裂纹的形成。使用该方法制备的γ′相沉淀强化镍基高温合金René104未见裂纹，致密度超过99.4％，屈服强度和抗拉强度分别达到了935MPa和1256MPa，伸长率超过14.0％。
一种消除打印高温合金裂纹方法

[发明专利]采用微米陶瓷颗粒制备纳米相增强镍基高温合金的方法-CN202010891080.X有效
发明人： 刘祖铭;魏冰;农必重;吕学谦;任亚科;曹镔;艾永康 -专利权人：中南大学
申请日： 2020-08-30 - 公布日： 2021-11-23 - 主分类号： C22C1/05 文献下载
摘要：本发明提供一种采用微米陶瓷颗粒制备纳米相增强镍基高温合金的方法，以镍基高温合金为基体，以TiC、TiB2、WC和A12O3中的一种或多种作为增强相。作为增强相的陶瓷颗粒原料粒径为1～5μm，添加量为1～5wt.％，通过特定的球磨工艺制备纳米陶瓷均匀分布的镍基高温合金复合粉末，通过3D打印技术制备纳米陶瓷相增强镍基高温合金，所制备的材料纳米陶瓷相分布均匀，具有优异的力学性能。采用微米级陶瓷颗粒，成本低；可以一体成形制备任意复杂形状的零件，提高材料利用率。
采用微米陶瓷颗粒制备纳米增强高温合金方法

[发明专利]一种高强Al-Cu-Mg-Mn铝合金及其制备方法-CN202010891335.2有效
发明人： 刘祖铭;周旭;任亚科;农必重;卢思哲;曹镔;艾永康;魏冰;吕学谦 -专利权人：中南大学
申请日： 2020-08-30 - 公布日： 2021-11-23 - 主分类号： C22C21/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种高强Al‑Cu‑Mg‑Mn铝合金及其制备方法，涉及铝合金领域，按重量百分比，包括以下成分：Si:≤0.5％，Fe:≤0.5％，Cu:4.5‑6.3％，Mg:0.6‑1.2％，Mn:0.6‑1.5％，Sc：0.15‑0.35％，Zr：0.1‑0.2％，Y:0.1‑0.3％,余量为铝及不可除杂质。制备方法为：熔炼、精炼除杂除气、浇注、均匀化热处理、三维大变形锻造预变形、等温变形加工、热处理。所用铸造模具为金属模具作为内模、环绕冷却管，砂型模具作为外模的特殊组合模具，制备得到高质量、高性能铸件；所述热处理为固溶处理+梯度时效处理。本发明所制备的Al‑Cu‑Mg‑Mn铝合金，强度大于520MPa,伸长率为12‑16％，在强度提高的同时，实现了伸长率的提升。本发明方法简单，在高强铝合金领域具有重要的价值。
一种高强 al cu mg mn 铝合金及其制备方法

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