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公开(公告)号：CN111961896B
公开(公告)日：2022-02-11
申请号：CN202010957103.2
申请日：2020-09-12
Applicant: 中南大学
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN111992717B
公开(公告)日：2021-11-09
申请号：CN202010891083.3
申请日：2020-08-30
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供一种选区激光熔融制备金属梯度材料的方法，采用同种成分金属材料进行选区激光熔融制备组织结构梯度材料，通过计算机精确控制打印件不同分区的3D打印参数，实现同种成分材料不同分区的组织结构梯度分布，从而一体化快速成形具有梯度组织结构的金属材料，大幅提高材料的性能，实现单一成分金属材料不能满足的性能要求。本发明可以根据服役环境定制金属梯度材料的显微组织，在材料组成、组织、性能及外形尺寸控制方面具有高度柔性。通过合理的结构设计、材料选择以及工艺匹配，可以发展出集材料设计、制备、成形及组织性能控制于一体的柔性智能制造技术，简单高效、成本低，在新型梯度结构的直接成形方面具有显著的技术优势。
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公开(公告)号：CN111992708B
公开(公告)日：2021-10-22
申请号：CN202010891223.7
申请日：2020-08-30
Applicant: 中南大学
IPC: B22F1/02 , B22F3/105 , B22F3/24 , B33Y10/00 , B33Y70/10 , B33Y40/20 , C22C26/00 , C22C9/00 , C22C1/05 , C23C14/18 , C23C14/16 , C23C14/35 , C23C14/46 , C23C14/58
Abstract: 本发明公开一种制备高性能金刚石/铜基复合材料的方法，针对铜与金刚石润湿性差、界面结合弱，以及金刚石高温下易发生石墨化等问题，本发明采用磁控溅射技术在金刚石表面均匀镀覆一层B或强碳化物元素Ti、Zr、Nb、Cr来改善其界面结合强度，再溅射一层金属铜，厚度为1‑3μm；然后将表面改性后的金刚石颗粒在500‑700℃热处理5‑30min，使镀层之间互相扩散、反应，实现冶金结合；利用选区激光熔融(SLM))技术对铜合金粉末及表面改性后的金刚石颗粒进行烧结成形，极快的冷却速度显著细化基体合金组织，提高了复合材料的强度，双镀层表面改性有效的避免了金刚石在高能量激光束下石墨化；采用放电等离子烧结处理(SPS)，进一步提高制件致密度；结合时效热处理，使固溶原子在铜基体中均匀析出，实现复合材料的热导性能和力学性能的综合提升。
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公开(公告)号：CN111906311B
公开(公告)日：2021-05-28
申请号：CN202010891107.5
申请日：2020-08-30
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供一种预防选区激光熔融镍基高温合金开裂的方法，属于增材制造领域。本发明通过降低镍基高温合金中Zr、B低熔点相形成元素，并调整合金中Al、Ti的总含量至≤4.5wt％，结合特殊的选区激光熔融(SLM)工艺参数控制，制备出了致密度高、无裂纹缺陷、力学性能优良的制件。本发明组分设计合理，制备工艺简单，所得制件性能优良，便于大规模的应用。
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公开(公告)号：CN111992708A
公开(公告)日：2020-11-27
申请号：CN202010891223.7
申请日：2020-08-30
Applicant: 中南大学
IPC: B22F1/02 , B22F3/105 , B22F3/24 , B33Y10/00 , B33Y70/10 , B33Y40/20 , C22C26/00 , C22C9/00 , C22C1/05 , C23C14/18 , C23C14/16 , C23C14/35 , C23C14/46 , C23C14/58
Abstract: 本发明公开一种制备高性能金刚石/铜基复合材料的方法，针对铜与金刚石润湿性差、界面结合弱，以及金刚石高温下易发生石墨化等问题，本发明采用磁控溅射技术在金刚石表面均匀镀覆一层B或强碳化物元素Ti、Zr、Nb、Cr来改善其界面结合强度，再溅射一层金属铜，厚度为1-3μm；然后将表面改性后的金刚石颗粒在500-700℃热处理5-30min，使镀层之间互相扩散、反应，实现冶金结合；利用选区激光熔融(SLM))技术对铜合金粉末及表面改性后的金刚石颗粒进行烧结成形，极快的冷却速度显著细化基体合金组织，提高了复合材料的强度，双镀层表面改性有效的避免了金刚石在高能量激光束下石墨化；采用放电等离子烧结处理(SPS)，进一步提高制件致密度；结合时效热处理，使固溶原子在铜基体中均匀析出，实现复合材料的热导性能和力学性能的综合提升。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112008079B
公开(公告)日：2022-03-29
申请号：CN202010891102.2
申请日：2020-08-30
Applicant: 中南大学
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN112317755B
公开(公告)日：2022-03-25
申请号：CN202010891130.4
申请日：2020-08-30
Applicant: 中南大学
IPC: B22F9/08 , C22C9/00 , B22F10/28 , B33Y70/00 , B33Y10/00 , B22F10/64 , C22F1/08 , B33Y40/20 , H01B1/02
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN112255252B
公开(公告)日：2022-03-11
申请号：CN202011098339.1
申请日：2020-10-14
Applicant: 中南大学
IPC: G01N23/04
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN111996426B
公开(公告)日：2021-11-23
申请号：CN202010891335.2
申请日：2020-08-30
Applicant: 中南大学
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN112391556A
公开(公告)日：2021-02-23
申请号：CN202011288114.2
申请日：2020-11-17
Applicant: 中南大学
IPC: C22C9/00 , C22C1/04 , C22F1/02 , C22F1/08 , B22F9/08 , B22F1/00 , B22F10/28 , B22F3/24 , B33Y10/00 , B33Y70/00 , B33Y40/20 , B33Y40/10
Abstract: 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。
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