[發明專利]一種添加稀土La和Nb元素的Al-Ti-Mn鋁合金及其制備方法

在審

• 申請號: 201410473834.4
• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN105483459A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 王曉芳
• 申請（專利權）人: 王曉芳
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C1/03
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術領域

本發明屬于材料技術領域，涉及一種添加稀土La和Nb元素的Al-Ti-Mn鋁合金,特別是涉及一種添加稀土La和Nb元素的Al-Ti-Mn鋁合金的制備方法。

背景技術

Al-Ti-Mn合金是在A356鋁合金的基礎上，適當增Mg元素，獲得的強度較高且比較適合消失模鑄造的鋁合金。在消失模鑄造過程中，因鋁液澆注溫度高，鋁合金的吸氣嚴重，以及泡沫氣化產生的氫等，容易引起氣孔、針孔、縮松等缺陷，另外，消失模鑄造凝固速度低，晶粒及共晶硅粗大。以往的研究表明稀土是Al-Si合金的一種有效的變質劑和強化元素，能夠凈化鋁液，變質初晶硅和共晶硅，細化晶粒，提高合金力學性能等。然而，將稀土應用到A1-Si合金消失模鑄造中，進行細化晶粒和共晶硅，減少針孔，還未見報道。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：一種添加稀土La和Nb元素的Al-Ti-Mn鋁合金及其制備方法，以解決Al-Ti-Mn鋁合金力學性能差的現有技術問題。

本發明采用的技術方案是：一種添加稀土La和Nb元素的Al-Ti-Mn鋁合金，Al-Ti-Mn鋁合金中添加稀土La元素和Nb元素總和為0.1%~0.5%。

Al-Ti-Mn鋁合金中添加稀土La元素和Nb元素總和為0.3%。

添加稀土La元素和Nb元素為Al-RE10中間合金方式加入，Nb含量7.41%，La含量2.72%。

一種添加稀土La和Nb元素的Al-Ti-Mn鋁合金的制備方法，包括以下步驟：

（1）配料：采用A356鋁合金錠為原材料，添加一定量的Mg澆注成合金錠，化學成分質量分數為：6.93%Si、0.81%Mg、0.17%Fe、0.23%Ti、余量AL。

（2）在400—500℃時鋁合金錠放入5．5kW電阻坩堝爐中加熱，采用鎳鉻一鎳硅熱電偶測溫。

（3）在730--750℃用多孔頭吹氬精煉除氣。

（4）730℃時加入含Nb和La元素的中間合金到合金液中，并靜置10-15Min。

（5）在750℃進行澆注。

上述步驟（5）中澆注采用消失模鑄造技術。

上述消失模鑄造技術，采用密度為0．02g／cm的EPS聚苯乙烯泡沫模樣，泡沫模樣試棒與澆冒口部分由熱熔膠粘接組成，涂刷自制涂料后進行烘干，將烘干后的消失模泡沫模樣放入自制的消失模鑄造設備，加入散砂緊實。

上述澆注過程中，采用的是寶珠砂，真空度保持為-0．03MPa。

本發明有益效果：與現有技術相比，有益效果如下：稀土加入量約為0．3％時，合金鑄態的抗拉強度達最大值163MPa，伸長率從未加入稀土時的1．6％增加至4．3％，增幅達到169％。

具體實施方式

實施例：一種添加稀土La和Nb元素的Al-Ti-Mn鋁合金，Al-Ti-Mn鋁合金中添加稀土La元素和Nb元素總和為0.1%~0.5%。

Al-Ti-Mn鋁合金中添加稀土La元素和Nb元素總和為0.3%。

添加稀土La元素和Nb元素為Al-RE10中間合金方式加入，Nb含量7.41%，La含量2.72%。

一種添加稀土La和Nb元素的Al-Ti-Mn鋁合金的制備方法，包括以下步驟：

（1）配料：采用A356鋁合金錠為原材料，添加一定量的Mg澆注成合金錠，化學成分質量分數為：6.93%Si、0.81%Mg、0.17%Fe、0.23%Ti、余量AL。

（2）在400—500℃時鋁合金錠放入5．5kW電阻坩堝爐中加熱，采用鎳鉻一鎳硅熱電偶測溫。

（3）在730--750℃用多孔頭吹氬精煉除氣。

（4）730℃時加入含Nb和La元素的中間合金到合金液中，并靜置10-15Min。

（5）在750℃進行澆注。

上述步驟（5）中澆注采用消失模鑄造技術。

上述消失模鑄造技術，采用密度為0．02g／cm的EPS聚苯乙烯泡沫模樣，泡沫模樣試棒與澆冒口部分由熱熔膠粘接組成，涂刷自制涂料后進行烘干，將烘干后的消失模泡沫模樣放入自制的消失模鑄造設備，加入散砂緊實。

上述澆注過程中，采用的是寶珠砂，真空度保持為-0．03MPa。