[发明专利]大块匀质Al-Bi难混溶合金及其制备方法

摘要

本发明提供一种大块匀质Al‑Bi难混溶合金及其制备方法，所述制备方法中，首先使金属铝和金属铋充分熔化，使两液相充分熔融为均匀的单一液相，然后加入稀土添加剂，使稀土添加剂充分熔化并均匀分布，最后将加入稀土添加剂后的熔体浇注到模具中冷却成型，得到大块匀质Al‑Bi难混溶合金。本发明采用稀土金属、混合稀土金属或者稀土中间合金作为添加剂，对Al‑Bi难混溶合金进行均化和细化处理，由于稀土金属一般极易在空气中氧化甚至自燃，将其制备成稀土中间合金可以长期存储，方便运输，提高运输和存储过程中的安全性，降低在防止稀土金属氧化方面的成本。

主权项

1.一种大块匀质Al‑Bi难混溶合金的制备方法，其特征在于，所述方法按照如下步骤进行：S101：将质量份数分别为44～95.6份和4～40份的金属铝和金属铋熔化，并在750～1250℃条件下保温至少10min，使两液相金属充分熔融为均匀的单一液相；S102：向所述步骤S101中得到的液相中加入质量份数为0.4～16份的稀土金属或稀土中间合金，然后在750℃～1300℃条件下保温至少20min，使所述稀土金属或稀土中间合金充分熔融并均匀分布，得到液相合金熔体；其中，所述稀土金属或稀土中间合金与所述铋的质量比为1:2.5～10；S103：将所述步骤S102中得到的液相合金熔体浇注到温度为20～900℃模具中冷却至完全凝固，得到大块匀质Al‑Bi难混溶合金；其中，液相合金熔体在模具中的平均冷却速率为0.1～5℃/s；其中，所述稀土金属为镧、铈或镧铈混合稀土，所述稀土中间合金为铝‑镧合金或铝‑铈合金；其中，所述铝‑镧合金中，所述镧的质量分数为5～40%，所述铝‑铈合金中，铈的质量分数为5～40%；所述大块匀质Al‑Bi难混溶合金的组织结构具有如下特征：La和Ce分别与Bi形成长棒状中间化合物LaBi2和CeBi2，且LaBi2和CeBi2作为Bi相的异质形核中心，并形成LaBi2@Bi和CeBi2@Bi复合相；Al基体中弥散分布着尺寸较小的球形Bi相和球形、针状LaBi2@Bi或CeBi2@Bi复合相以及尺寸较大的长棒状LaBi2@Bi或CeBi2@Bi复合相。