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,采用該工藝生產(chǎn)鋁鈹合金已成慣例。除了一些小的改進以外,基本流程保持不變。先用惰性氣體霧化法制取預合金粉,而后制成3～5μm的枝晶狀粉粒,該尺寸對終產(chǎn)品的強度是至關重要的。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107cm×107cm。制板時擠壓棒應包復在鋼套或銅套中,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Υ25cm,因而擠壓工藝使該合金獲得廣泛應用變得經(jīng)濟可行。例如,經(jīng)擠壓的AlBe型材被加工成計算機硬盤驅動臂,超過100萬個類似的部件也用棒材擠壓而成。此外,方程式賽車的制動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鑄造合金的技術特性主要包括:

0.2%的屈服強度和3%拉伸強度。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合金正在通過美國研究項目機構(DARPA)的評價,以用于汽輪機活動葉片。

合金鑄件可以用和標準鋁鑄件相同方法進行制造、加工和涂敷,以減少終部件的成本。鑄件也可通過復制(RP)技術制作,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充的問題。這也導致了終產(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)難熔材料反應的傾向。