[發(fā)明專利]包含鐵-錳均勻固溶體的鋁合金及其制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280047805.0
• 申請(qǐng)日: 2012-07-26
• 公開（公告）號(hào): CN103842533A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 成始英;韓范釋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 自動(dòng)車部品研究院
• 主分類號(hào): C22C21/00
• 分類號(hào): C22C21/00;B22D21/04
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 宋莉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁合金及其制造方法，更具體地，涉及其中在鋁基體中形成鐵-錳完全固溶體(complete?solid?solution)的鋁合金，以及其制造方法。

背景技術(shù)

將合金元素(成合金元素，alloying?element)加入鋁合金中以用于多種用途。這些合金元素可影響鑄造質(zhì)量或合金結(jié)構(gòu)。因此，為了改善鑄造質(zhì)量或控制合金結(jié)構(gòu)，存在控制合金元素的種類和形式的需求。

例如，考慮到鑄造質(zhì)量，可添加鐵用于防止鋁合金與用鐵基合金制造的模具的粘模(焊接，soldering)。然而，由于鐵可降低鋁合金的耐腐蝕性，鐵的添加也可受到限制。就這方面，存在通過將鐵加入鋁合金中防止耐腐蝕性的降低以及模具粘模的需求。

作為另一個(gè)例子，考慮到合金結(jié)構(gòu)，典型的耐熱鋁合金的耐熱性能可通過將鐵等添加到鋁基體中以分散和控制鋁與合金元素之間的金屬間化合物來實(shí)現(xiàn)。這些金屬間化合物可在從液相到固相的凝固過程中在鋁基體中結(jié)晶，或者可通過鋁合金的熱處理而在鋁基體中沉淀。

然而，上述鋁合金的耐熱性可能在200℃或更高的環(huán)境中退化。在其中將鋁合金在200℃或更高下保持長(zhǎng)時(shí)間的情況下，為了使結(jié)晶或沉淀的金屬間化合物維持熱力學(xué)平衡，該結(jié)晶或沉淀的金屬間化合物可與鋁基體反應(yīng)以形成新的金屬間相，或者由于這樣的金屬間化合物長(zhǎng)大(變粗，coarsen)可發(fā)生裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

本發(fā)明提供在鋁基體中包含鐵-錳完全固溶體的鋁合金及其制造方法。

本發(fā)明的目的示例性提供，并且本發(fā)明的范圍并不受這些目的的限制。

技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供制造鋁合金的方法。提供鐵-錳合金粉末。將所述鐵-錳合金粉末引入到鋁熔體中。通過模鑄所述鋁熔體制造包含鐵-錳完全固溶體的鋁合金。

在所述制造方法中，所述鐵-錳合金粉末可使用霧化法制備。

所述制造方法可進(jìn)一步包括：在引入所述鐵-錳合金粉末之后，使至少部分所述鐵-錳合金粉末在所述鋁熔體中熔融。此外，所述熔融可使用等離子弧熔煉法或真空感應(yīng)熔煉法進(jìn)行。

在該制造方法中，除了作為母材的鋁之外，所述鋁熔體還可包括作為添加元素的銅和硅。

在該制造方法中，除了作為母材的鋁之外，所述鋁熔體還可包括作為添加元素的硅和鎂。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了包括如下的鋁合金：鋁基體；以及分布在所述鋁基體中的鐵-錳完全固溶體，其中所述鋁合金具有比具有相同組成的其它鋁合金高的伸長(zhǎng)率，在所述其它鋁合金的組成中鐵和錳不形成完全固溶體，而與鋁形成化合物。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供制造鋁合金的方法。提供包含第一量的鐵-錳完全固溶體的第一鋁合金。使所述第一鋁合金熔融在鋁熔體中。通過鑄造所述鋁熔體制備包含第二量的鐵-錳完全固溶體的第二鋁合金，所述第二量比所述第一量小。

在該制造方法中，提供所述第一鋁合金可包括通過引入到第一鋁熔體中而使鐵和錳熔融；和鑄造所述第一鋁熔體。

在該制造方法中，提供所述第一鋁合金可包括通過混合鐵粉末和錳粉末形成粉末混合物；通過引入到第一鋁熔體中而使所述粉末混合物熔融；和鑄造該第一鋁熔體。

在該制造方法中，提供所述第一鋁合金可包括提供鋁-鐵母合金和鋁-錳母合金；通過引入到第一鋁熔體而使所述鋁-鐵母合金和所述鋁-錳母合金熔融；和鑄造該第一鋁熔體。

在該制造方法中，提供所述第一鋁合金可包括：提供鐵-錳合金；通過引入到第一鋁熔體中而使該鐵-錳合金熔融；和鑄造所述第一鋁熔體。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了制造鋁合金的方法。通過將鐵粉末和錳粉末混合而形成粉末混合物。通過引入到鋁熔體中而使該粉末混合物熔融。通過鑄造該鋁熔體而制造鋁合金，其中，鐵-錳完全固溶體分布在鋁基體中。

在該制造方法中，形成粉末混合物可包括通過引入到研磨裝置中而混合鐵粉末和錳粉末；和篩分該混合的粉末。

有益效果

由于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的鋁合金包含鐵-錳完全固溶體，所述鐵-錳完全固溶體即使在高溫下也不與鋁基體反應(yīng)，所以，所述鋁合金即使在高溫下也具有優(yōu)異的耐熱性。因此，該鋁合金在被用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞和飛機(jī)部件(其中由于其限制還沒有使用普通的耐熱鋁合金)期間可使減少重量的效果最大化，并且可通過增加當(dāng)前使用的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)耐熱極限而提高燃料經(jīng)濟(jì)性。