一种纳米颗粒增强Al-Fe-Cr-Ti-RE耐热铝合金板材的制备方法
专利汇可以提供一种纳米颗粒增强Al-Fe-Cr-Ti-RE耐热铝合金板材的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种纳米颗粒增强Al-Fe-Cr-Ti-RE耐热 铝 合金 板材的制备方法，它涉及一种 铝合金 板材的制备方法。本 发明 目的是要解决现有制备致密 化成 型大尺寸铝合金板材的方法工艺复杂，成本高，且常存在 缺陷 ，制备得到的Al-Fe-Cr-Ti-RE合金板材室温及高温 力 学性能差的问题。方法：首先配比材料，将经过精炼、脱气后得到的熔体采用气体雾化方法制备成球形合金粉末；然后将合金粉末依次经 过冷 等静压 制坯、包套 真空 除气、 热等静压 、热 挤压 和 轧制 ，即得到纳米颗粒增强Al-Fe-Cr-Ti-RE耐热铝合金板材。本发明主要用于制备Al-Fe-Cr-Ti-RE耐热铝合金板材。，下面是一种纳米颗粒增强Al-Fe-Cr-Ti-RE耐热铝合金板材的制备方法专利的具体信息内容。
1.一种纳米颗粒增强Al-Fe-Cr-Ti-RE耐热铝合金板材的制备方法，其特征在于纳米颗粒增强Al-Fe-Cr-Ti-RE耐热铝合金板材的制备方法是按以下步骤完成的：
一、气雾化制备合金粉末：首先按质量百分比准备5%～6.5%Fe、3.1%～4.1%Cr、
2.8%～3.8%Ti、0.01～2%RE和余量为Al，然后将按质量百分比准备5%～6.5%Fe、3.1%～
4.1%Cr、2.8%～3.8%Ti、0.01～2%RE和余量为Al混合依次经过精炼、脱气后将熔体浇入气体雾化制粉设备中，采用气体雾化方法将配比材料制备成粒径在100μm以下的球形合金粉末，得到Al-Fe-Cr-Ti-RE合金粉末；二、冷等静压制坯：首先在橡胶包套内涂一层硬脂酸锌，然后将Al-Fe-Cr-Ti-RE合金粉末装入橡胶包套中，并震实后密封，再置于冷等静压机腔体内，然后开始向冷等静压机腔体内注入液体压力介质至注满为止，再升压至200MPa～
350MPa，并在压力为200MPa～350MPa下冷等静压保压300s～500s，得到冷等静压坯料；
三、包套真空除气：首先取出冷等静压坯料装入包套中，再整体置于加热炉中，然后在室温-2 -2
下进行预抽真空，至加热炉内真空度为0.5×10 Pa～1.5×10 Pa为止，然后以升温速率为
10℃/min～30℃/min进行加热，升温至加热炉内温度为350℃～420℃为止，最后在温度-3
为350℃～420℃条件下脱气120min～180min，且脱气时加热炉内真空度保持在5×10 Pa以下，即得到真空除气后坯料；四、热等静压：在温度为350℃～420℃、压力为150MPa～
200MPa的条件下对真空除气后坯料进行热等静压，热等静压时间为60min～180min，即得到热等静压后坯料；五、热挤压：采用立式挤压机或卧式挤压机对热等静压后坯料进行热挤压，首先挤压筒和模具内壁刷一层油基石墨，然后对热等静压后坯料、模具和挤压筒进行预热处理，热等静压后坯料预热至380℃～480℃，并在380℃～480℃下保温120min～
150min，模具预热至380℃～480℃，挤压筒预热至300℃～400℃，然后按挤压比为5～
10进行热挤压，得到挤压后坯料，对挤压后坯料在温度为300℃～350℃下进行退火处理，退火处理时间为30min～120min，即得到待轧制坯料；六、轧制：首先将待轧制坯料预热至
400℃～500℃，采用多步热轧制在热轧制温度为400℃～500℃、轧制速度为100mm/min～
300mm/min和单道次压下量为20%～25%的条件下进行热轧制，且每道次热轧制结束后在
350℃～400℃保温30min～60min，热轧制至待轧制坯料的累计变形量为60%～75%时进行冷轧制，冷轧制的温度为室温，冷轧制的轧制速度为60mm/min～200mm/min，冷轧制的单道次压下量为15%～20%，且每道次冷轧制结束后在300℃～350℃保温60min～120min，冷轧至板材厚度为0.5mm～2mm为止，即得到纳米颗粒增强Al-Fe-Cr-Ti-RE耐热铝合金板材；步骤一中所述的RE为La、Ce、Nd或Y；步骤一中所述的气体雾化方法使用的雾化气体为Ar、N2或He。
2.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒增强Al-Fe-Cr-Ti-RE耐热铝合金板材的制备方法，其特征在于步骤二中首先在橡胶包套内涂一层硬脂酸锌，然后将Al-Fe-Cr-Ti-RE合金粉末装入橡胶包套中，并震实后密封，再置于冷等静压机腔体内，然后开始向冷等静压机腔体内注入液体压力介质至注满为止，再升压至240MPa～320MPa，并在压力为240MPa～
320MPa下冷等静压保压300s～500s，得到冷等静压坯料。
3.根据权利要求2所述的一种纳米颗粒增强Al-Fe-Cr-Ti-RE耐热铝合金板材的制备方法，其特征在于步骤二中所述的液体压力介质为抗磨液压油、乳化液或变压器油。
4.根据权利要求3所述的一种纳米颗粒增强Al-Fe-Cr-Ti-RE耐热铝合金板材的制备方法，其特征在于步骤三中首先取出冷等静压坯料装入包套中，再整体置于加热炉中，然后-2 -2
在室温下进行预抽真空，至加热炉内真空度为0.8×10 Pa～1.2×10 Pa为止，然后以升温速率为15℃/min～25℃/min进行加热，升温至加热炉内温度为380℃～400℃为止，最后在温度为380℃～400℃条件下脱气140min～160min，且脱气时加热炉内真空度保持在-3
5×10 Pa以下，即得到真空除气后坯料。
5.根据权利要求4所述的一种纳米颗粒增强Al-Fe-Cr-Ti-RE耐热铝合金板材的制备方法，其特征在于步骤四中在温度为380℃～400℃、压力为160MPa～180MPa的条件下对真空除气后坯料进行热等静压，热等静压时间为80min～160min，即得到热等静压后坯料。
6.根据权利要求5所述的一种纳米颗粒增强Al-Fe-Cr-Ti-RE耐热铝合金板材的制备方法，其特征在于步骤五中采用立式挤压机或卧式挤压机对热等静压后坯料进行热挤压，首先挤压筒和模具内壁刷一层油基石墨，然后对热等静压后坯料、模具和挤压筒进行预热处理，热等静压后坯料预热至400℃～460℃，并在400℃～460℃下保温130min～140min，模具预热至400℃～460℃，挤压筒预热至320℃～380℃，然后按挤压比为6～9进行热挤压，得到挤压后坯料，对挤压后坯料在温度为310℃～340℃下进行退火处理，退火处理时间为50min～100min，即得到待轧制坯料。
7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的一种纳米颗粒增强Al-Fe-Cr-Ti-RE耐热铝合金板材的制备方法，其特征在于步骤六中首先将待轧制坯料预热至420℃～480℃，采用多步热轧制在热轧制温度为420℃～480℃、轧制速度为150mm/min～250mm/min、单道次压下量为21%～24%的条件下进行热轧制，且每道次热轧制结束后在360℃～380℃保温
40min～50min，热轧制至待轧制坯料的累计变形量为62%～74%时进行冷轧制，冷轧制的温度为室温，冷轧制的轧制速度为80mm/min～180mm/min，冷轧制的单道次压下量为16%～
19%，且每道次冷轧制结束后在310℃～340℃保温80min～100min，冷轧至板材厚度为
0.5mm～2mm为止，即得到纳米颗粒增强Al-Fe-Cr-Ti-RE耐热铝合金板材。
一种纳米颗粒增强Al-Fe-Cr-Ti-RE耐热铝合金板材的制
备方法
技术领域
背景技术
衡的凝固过程(冷却速率大于10 ～10K/s)，可以生成大量结构稳定且不易粗化的亚稳准晶相，呈纳米量级颗粒的形式均匀弥散地分布在铝基体上，钉扎晶界、稳定亚微米量级晶粒。准晶是一种长程有序非周期结构的材料，其强度高、脆性大、热稳定性好，作为弥散相使Al-Fe-Cr-Ti-RE合金具有良好的室温、高温强度和优异的耐热性能，可以在150～350℃甚至更高的温度范围内稳定使用，可以作为飞机轮毂、火箭壳体、导弹尾翼、航空发动机叶片等耐热部位的结构件使用。
发明内容
3.1%～4.1%Cr、2.8%～3.8%Ti、0.01～2%RE和余量为Al混合依次经过精炼、脱气后将熔体浇入气体雾化制粉设备中，采用气体雾化方法将配比材料制备成粒径在100μm以下的球形合金粉末，得到Al-Fe-Cr-Ti-RE合金粉末；二、冷等静压制坯：首先在橡胶包套内涂一层硬脂酸锌，然后将Al-Fe-Cr-Ti-RE合金粉末装入橡胶包套中，并震实后密封，再置于冷等静压机腔体内，然后开始向冷等静压机腔体内注入液体压力介质至注满为止，再升压至
200MPa～350MPa，并在压力为200MPa～350MPa下冷等静压保压300s～500s，得到冷等静压坯料；三、包套真空除气：首先取出冷等静压坯料装入包套中，再整体置于加热炉中，-2 -2
然后在室温下进行预抽真空，至加热炉内真空度为0.5×10 Pa～1.5×10 Pa为止，然后以升温速率为10℃/min～30℃/min进行加热，升温至加热炉内温度为350℃～420℃为止，最后在温度为350℃～420℃条件下脱气120min～180min，且脱气时加热炉内真空度保-3
持在5×10 Pa以下，即得到真空除气后坯料；四、热等静压：在温度为350℃～420℃、压力为150MPa～200MPa的条件下对真空除气后坯料进行热等静压，热等静压时间为60min～
180min，即得到热等静压后坯料；五、热挤压：采用立式挤压机或卧式挤压机对热等静压后坯料进行热挤压，首先挤压筒和模具内壁刷一层油基石墨，然后对热等静压后坯料、模具和挤压筒进行预热处理，热等静压后坯料预热至380℃～480℃，并在380℃～480℃下保温
120min～150min，模具预热至380℃～480℃，挤压筒预热至300℃～400℃，然后按挤压比为5～10进行热挤压，得到挤压后坯料，对挤压后坯料在温度为300℃～350℃下进行退火处理，退火处理时间为30min～120min，即得到待轧制坯料；六、轧制：首先将待轧制坯料预热至400℃～500℃，采用多步热轧制在热轧制温度为400℃～500℃、轧制速度为100mm/min～300mm/min和单道次压下量为20%～25%的条件下进行热轧制，且每道次热轧制结束后在350℃～400℃保温30min～60min，热轧制至待轧制坯料的累计变形量为60%～
75%时进行冷轧制，冷轧制的温度为室温，冷轧制的轧制速度为60mm/min～200mm/min，冷轧制的单道次压下量为15%～20%，且每道次冷轧制结束后在300℃～350℃保温60min～
120min，冷轧至板材厚度为0.5mm～2mm为止，即得到纳米颗粒增强Al-Fe-Cr-Ti-RE耐热铝合金板材；步骤一中所述的RE为La、Ce、Nd或Y；步骤一中所述的气体雾化方法使用的雾化气体为Ar、N2或He。
附图说明
具体实施方式
4.1%Cr、2.8%～3.8%Ti、0.01～2%RE和余量为Al混合依次经过精炼、脱气后将熔体浇入气体雾化制粉设备中，采用气体雾化方法将配比材料制备成粒径在100μm以下的球形合金粉末，得到Al-Fe-Cr-Ti-RE合金粉末；二、冷等静压制坯：首先在橡胶包套内涂一层硬脂酸锌，然后将Al-Fe-Cr-Ti-RE合金粉末装入橡胶包套中，并震实后密封，再置于冷等静压机腔体内，然后开始向冷等静压机腔体内注入液体压力介质至注满为止，再升压至200MPa～
350MPa，并在压力为200MPa～350MPa下冷等静压保压300s～500s，得到冷等静压坯料；
三、包套真空除气：首先取出冷等静压坯料装入包套中，再整体置于加热炉中，然后在室温-2 -2
下进行预抽真空，至加热炉内真空度为0.5×10 Pa～1.5×10 Pa为止，然后以升温速率为
10℃/min～30℃/min进行加热，升温至加热炉内温度为350℃～420℃为止，最后在温度-3
为350℃～420℃条件下脱气120min～180min，且脱气时加热炉内真空度保持在5×10 Pa以下，即得到真空除气后坯料；四、热等静压：在温度为350℃～420℃、压力为150MPa～
200MPa的条件下对真空除气后坯料进行热等静压，热等静压时间为60min～180min，即得到热等静压后坯料；五、热挤压：采用立式挤压机或卧式挤压机对热等静压后坯料进行热挤压，首先挤压筒和模具内壁刷一层油基石墨，然后对热等静压后坯料、模具和挤压筒进行预热处理，热等静压后坯料预热至380℃～480℃，并在380℃～480℃下保温120min～
150min，模具预热至380℃～480℃，挤压筒预热至300℃～400℃，然后按挤压比为5～
10进行热挤压，得到挤压后坯料，对挤压后坯料在温度为300℃～350℃下进行退火处理，退火处理时间为30min～120min，即得到待轧制坯料；六、轧制：首先将待轧制坯料预热至
400℃～500℃，采用多步热轧制在热轧制温度为400℃～500℃、轧制速度为100mm/min～
300mm/min和单道次压下量为20%～25%的条件下进行热轧制，且每道次热轧制结束后在
350℃～400℃保温30min～60min，热轧制至待轧制坯料的累计变形量为60%～75%时进行冷轧制，冷轧制的温度为室温，冷轧制的轧制速度为60mm/min～200mm/min，冷轧制的单道次压下量为15%～20%，且每道次冷轧制结束后在300℃～350℃保温60min～120min，冷轧至板材厚度为0.5mm～2mm为止，即得到纳米颗粒增强Al-Fe-Cr-Ti-RE耐热铝合金板材。
件下脱气140min～160min，且脱气时加热炉内真空度保持在5×10 Pa以下，即得到真空除气后坯料。其它与具体实施方式一至三相同。
且脱气时加热炉内真空度保持在5×10 Pa以下，即得到真空除气后坯料；四、热等静压：
在温度为380℃、压力为180MPa的条件下对真空除气后坯料进行热等静压，热等静压时间为120min，即得到热等静压后坯料；五、热挤压：采用立式挤压机或卧式挤压机对热等静压后坯料进行热挤压，首先挤压筒和模具内壁刷一层油基石墨，然后对热等静压后坯料、模具和挤压筒进行预热处理，热等静压后坯料预热至430℃，并在430℃下保温135min，模具预热至430℃，挤压筒预热至350℃，然后按挤压比为7.5进行热挤压，得到挤压后坯料，对挤压后坯料在温度为320℃下进行退火处理，退火处理时间为75min，即得到待轧制坯料；六、轧制：首先将待轧制坯料预热至450℃，采用多步热轧制在热轧制温度为450℃、轧制速度为200mm/min、单道次压下量为22%～23%的条件下进行热轧制，且每道次热轧制结束后在
375℃保温45min，热轧制至待轧制坯料的累计变形量为64%时进行冷轧制，冷轧制的温度为室温，冷轧制的轧制速度为130mm/min，冷轧制的单道次压下量为17%～18%，且每道次冷轧制结束后在320℃保温90min，冷轧至板材厚度为1.25mm为止，即得到纳米颗粒增强Al-Fe-Cr-Ti-RE耐热铝合金板材。
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