【技术实现步骤摘要】
一种原位双相颗粒增强富Fe活塞铝基复合材料及其制备方法
本专利技术属于铸造铝基复合材料
，特别是涉及一种适于挤压铸造的原位内生双相增强高Fe铝基复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着我国科技迅猛发展和工业现代化进程深入推进，柴油机作为当今热效率最高、应用最广的动力机械，将长期处于不可替代的主导地位，未来的发展潜力依然十分巨大。然而，为了应对我国在能源危机和环境保护方面面临着前所未有的挑战，高功率密度、高负荷和高可靠性势必将成为柴油机今后发展的主攻方向。柴油机活塞作为高频运动部件，标定转速由2100r/min提高到4200r/min，其喉口部位最高温度已达到350-420℃，最高燃烧压力从14MPa提高到22MPa，其工况环境下合金材料的高温机械性能和可靠性将直接影响整机的技术指标和使用寿命。原位内生双相增强活塞铝基复合材料，具有质量轻、热传导性好、热膨胀系数小，并具有足够的高温强度、耐磨耐蚀和抗蠕变性能等优良特性，是我国高功率密度柴油机最有应用价值和产业化前景的材料体系。经检索，公开号为CN2007101247...
【技术保护点】
1.一种原位双相颗粒增强富Fe活塞铝基复合材料，其特征在于：由以下质量百分比的组分组成：Si：10.0～12.5％，Cu：3.0～4.0％，Mg：0.7～1.2％，Ni：2.5～3.5％，Fe：0.5～0.7％，Mn：0.20～0.30％，Cr：0.20～0.30％，Sc：0.10～0.15％，Zr：0.13～0.17％，Ti：0.13～0.17％，V：0.08～0.12％，还包括原位内生强化相含量：TiC：1.0～1.5％，TiB2：0.5～0.8％，余量为Al和不可避免的杂质。/n
【技术特征摘要】
1.一种原位双相颗粒增强富Fe活塞铝基复合材料，其特征在于：由以下质量百分比的组分组成：Si：10.0～12.5％，Cu：3.0～4.0％，Mg：0.7～1.2％，Ni：2.5～3.5％，Fe：0.5～0.7％，Mn：0.20～0.30％，Cr：0.20～0.30％，Sc：0.10～0.15％，Zr：0.13～0.17％，Ti：0.13～0.17％，V：0.08～0.12％，还包括原位内生强化相含量：TiC：1.0～1.5％，TiB2：0.5～0.8％，余量为Al和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的一种原位双相颗粒增强富Fe活塞铝基复合材料，其特征在于：所述TiB2内生强化相以纯度99％的KBF4盐和纯度99％K2TiF6盐为原料，所述KBF4盐与K2TiF6盐的质量配比为1.05：1，所述TiC内生强化相以Ti粉和C粉为原料，所述Ti粉与C粉的质量配比为4：1。
3.一种如权利要求1～2中任一项所述的一种原位双相颗粒增强富Fe活塞铝基复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.将工业纯铝锭、镁锭、Al-Si中间合金和Al-Cu中间合金预热至160-180℃，保温30-50分钟，按合金的成分及化学计量比，计算所需原料的用量，配置合金熔体总量控制在坩埚容量的2/3；
S2.待合金原材料预热后，预留Mg、Al-Cu中间合金和AlTi合金细化剂、AlZr合金细化剂、AlV合金细化剂，将配置好的合金原料在中频炉中730-750℃保温熔化，待全部熔化后，熔体温度升至800℃，保持20-30分钟，确保Al-Fe中间合金、Al-Ni中间合金和Al-Sc中间合金充分熔化；
S3.待合金充分熔化混合均匀后，将合金熔体降温至760-770℃变质处理，采用ZS-ABP10复合磷盐变质剂进行变质处理，变质剂加入量按照0.008-0.010Kg/KG计算，变质完后保持静置20-30分钟，让熔渣充分上浮，撇去表面浮渣；
S4.待合金变质处理结束后，将温度升高至1150-1200℃，将预热后Al-Ti-C混合粉末预制块用钟罩压入熔体内部，用旋转喷吹石墨转子搅拌，搅拌速度100-120转/分钟，时间10-12分钟，使合金熔体中原位内生TiC强化相得到充分反应；
S5.待TiC原位内生反应结束后，将温度降低至850-900℃，将预热后KBF4和K2TiF6混合盐粉末用铝箔包裹，用钟罩压入熔体内部原位反应，用旋转喷吹石墨转子搅拌，搅拌速度100-120转/分钟，时间10-12分钟，使合金熔体中TiB2和TiC内生强化相反应充分和分布均匀；
S6.待TiB2原位内生反应结束后，加入预留Mg锭、Al-Cu中间合金降温，调整预留中间合金总量，确保降温后的熔体温度不得低于760℃，静置15-20分钟；
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【专利技术属性】
技术研发人员：汤进军，梁翠，郭永春，陈大辉，高德，张学昌，张炜，
申请(专利权)人：浙江大学宁波理工学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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