鈹鋁合金的生產(chǎn)

自70年代洛克公司使用粉未冶金法生產(chǎn)鈹鋁合金以來(lái),采用該工藝生產(chǎn)鋁鈹合金已成慣例。除了一些小的改進(jìn)以外,基本流程保持不變。先用惰性氣體霧化法制取預(yù)合金粉,而后制成3～5μm的枝晶狀粉粒,該尺寸對(duì)終產(chǎn)品的強(qiáng)度是至關(guān)重要的。粉末經(jīng)冷等靜壓壓至理論密度的約80%,再熱等靜壓成形,后經(jīng)擠壓進(jìn)一步提。擠壓成的棒材可直接加工成部件,或切割后軋制成板材,其大尺寸可達(dá)107cm×107cm。制板時(shí)擠壓棒應(yīng)包復(fù)在鋼套或銅套中,擠壓溫度通常為370～510℃。布拉什·威爾曼的AlBeMet®條材可以生產(chǎn)厚度小于25cm以下,可軋成107cm2的板材。板材具有重要的各向同性特性。用擠壓工藝生產(chǎn)的擠壓件直徑可達(dá)Υ25cm,因而擠壓工藝使該合金獲得廣泛應(yīng)用變得經(jīng)濟(jì)可行。例如,經(jīng)擠壓的AlBe型材被加工成計(jì)算機(jī)硬盤驅(qū)動(dòng)臂,超過100萬(wàn)個(gè)類似的部件也用棒材擠壓而成。此外,方程式賽車的制動(dòng)器扳手目前均用擠壓法制成。

為降低成本,可采用凈形或近凈形生產(chǎn)工藝。熔模制造已被認(rèn)為是一種能生產(chǎn)近凈形部件的方法。該法直到近才被用于制造AlBe合金部件。AlBe910鑄造合金是Al-Be熔模合金家族中的首批產(chǎn)品。AlBe910鑄造合金的技術(shù)特性主要包括:

0.2%的屈服強(qiáng)度和3%拉伸強(qiáng)度。典型的軸承箱鑄件直徑為71cm,高15cm,腹壁厚9mm,重4.9kg。布拉什·威爾曼還了幾種熔模鑄造鈹鋁合金的方法,可以生產(chǎn)商業(yè)成本可行的的復(fù)雜部件。AlBeMet.合金已被收入鈹鋁合金的AlBeCast合金族用于熔模鑄造。該族合金的種,AlBeCast.IC910含62%的鈹和38%的鋁。AlBeCast.IC910合金正在通過美國(guó)研究項(xiàng)目機(jī)構(gòu)(DARPA)的評(píng)價(jià),以用于汽輪機(jī)活動(dòng)葉片。

合金鑄件可以用和標(biāo)準(zhǔn)鋁鑄件相同方法進(jìn)行制造、加工和涂敷,以減少終部件的成本。鑄件也可通過復(fù)制(RP)技術(shù)制作,用作連接件。
鈹鋁合金固有的特性決定了其以鑄件形式應(yīng)用的困難。鈹和鋁之間非常有限的相互可溶解性使得這兩種材料在固溶體中獨(dú)立存在。鈹鋁合金有著寬的凝固溫度范圍,約從550℃開始,這就引起了金屬液需要不斷補(bǔ)充的問題。這也導(dǎo)致了終產(chǎn)品出現(xiàn)收縮缺陷和孔隙。鈹熔化需要非常高的溫度,這也意味著鈹鋁合金有與制作坩堝及模具的大多數(shù)難熔材料反應(yīng)的傾向。