[發明專利]一種高強度過共晶鋁硅合金

有效

• 申請號: 201210170542.4
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN102676886A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 郭建;黃小婷;武曉霞
• 申請（專利權）人: 中原工學院
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 張紹琳;鄭園

技術領域

????本發明屬于鋁合金技術領域，涉及一種高強度過共晶鋁硅合金。

背景技術

????與其它鋁硅合金相比，過共晶鋁硅合金由于硅含量高，合金密度小，熱膨脹系數低，在使用中具有良好的尺寸穩定性和耐磨性。目前，在常規生產技術條件下，過共晶鋁硅合金中的Si元素是以針片狀的共晶Si形式或以粗大的共晶Si形式存在。由于晶體Si是硬脆相，Si的這些存在形式會使材料在應力作用下，在針片狀共晶Si或粗大共晶Si的尖角處產生應力集中而導致材料低應力脆斷，材料強度低，塑性差。在過共晶鋁硅合金中加入其它合金元素，如Cu、Mg等，合金強度雖有提高，由于Si存在形式的固有缺陷，過共晶鋁硅合金的強度與其它鋁硅合金相比仍然較大差距。

發明內容

????本發明所要解決的技術問題是針對背景技術中的不足提供一種高強度過共晶鋁硅合金。

為了解決上述技術問題采用以下技術方案：一種高強度過共晶鋁硅合金，由以下質量分數的化學元素制成：Si：16?~?20%，Cu：3.0?~?5.0%，Ti：1.1~2.5%，B：0.5~1.1%，Mg：0.45?~0.65%，Sr：0.02~0.06%，雜質總量不大于0.50%，余量為Al。

一種高強度過共晶鋁硅合金制備步驟如下：（1）化學元素Si、Cu、Mg、Sr以中間合金形式或以純金屬形式加入熔煉裝置，Ti、B元素以中間合金形式或以氟鹽形式加入熔煉裝置；（2）各化學元素按比例加入熔煉裝置后得到合金熔體，對合金熔體進行精煉、除氣；（3）將合金熔體于740~780℃澆入鑄型中。

成型鑄件熱處理工藝為，500±5℃保溫2~8小時水淬，170±5℃時效6~10小時。

?????本發明提供的高強度過共晶鋁硅合金，在常規生產技術條件下，合金鑄態顯微結構中具有細小Si相，強度和延伸率顯著高于現有過共晶鋁硅合金。

具體實施方式

實施例1：一種高強度過共晶鋁硅合金，在坩堝電阻爐中熔配過共晶鋁硅合金，合金中Si以工業純硅形式加入，Cu以電解銅形式加入，Mg以純鎂形式加入，Sr以Al-Sr中間合金形式加入，Ti、B分別以Al-Ti、Ti-B中間合金形式加入，合金熔體于750℃澆入金屬鑄型。合金成分為Si：16%，Cu：3.0%，Ti：1.3%，B：0.60%，Mg：0.45%，Sr：0.04%，雜質總量為0.34%，余量為Al。鑄態合金按GB/T228《金屬材料室溫拉伸試驗》制成拉伸試樣，合金的強度測試值：????????????????????????????????????????????????，延伸率：。合金經500±5℃保溫3小時水淬，170±5℃時效6小時處理后，強度測試值：，延伸率：。

實施例2：一種高強度過共晶鋁硅合金，在坩堝電阻爐中熔配過共晶鋁硅合金，合金中Si以工業純硅形式加入，Cu以電解銅形式加入，Mg以Al-Mg中間合金形式加入，Sr以Al-Sr中間合金形式加入，Ti、B以Al-Ti-B中間合金形式加入，合金熔體于740℃澆入石墨鑄型。合金成分為Si：17.5%，Cu：4.2%，Ti：1.4%，B：0.64%，Mg：0.65%，Sr：0.02%，雜質總量為0.40%，余量為Al。鑄態合金按GB/T228《金屬材料室溫拉伸試驗》制成拉伸試樣，合金的強度測試值：，延伸率：。合金經500±5℃保溫5小時水淬，170±5℃時效8小時處理后，強度測試值：，延伸率：。

實施例3：一種高強度過共晶鋁硅合金，在坩堝電阻爐中熔配過共晶鋁硅合金，合金中Si以工業純硅形式加入，Cu以電解銅形式加入，Mg以Al-Mg中間合金形式加入，Sr以Al-Sr中間合金形式加入，Ti、B以Al-Ti-B中間合金形式加入，合金熔體于760℃澆入石墨鑄型。合金成分為Si：18.5%，Cu：5.0%，Ti：2.5%，B：1.1%，Mg：0.60%，Sr：0.06%，雜質總量為0.50%，余量為Al。鑄態合金按GB/T228《金屬材料室溫拉伸試驗》制成拉伸試樣，合金的強度測試值：，延伸率：。合金經500±5℃保溫4小時水淬，170±5℃時效10小時處理后，強度測試值：，延伸率：。