[發明專利]一種添加Si元素的Al-Cu-Ni-Mg合金的制備方法

在審

• 申請號: 201410475884.6
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN105483401A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 李娜
• 申請（專利權）人: 李娜
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22F1/057;C22C21/16
• 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，特別是涉及一種添加Si元素的Al-Cu-Ni-Mg合金的制備方法。

背景技術

Al-Cu-Ni-Mg合金具有密度和熱膨脹系數小、尺寸穩定、耐磨性好等特點，因此被廣泛應用于汽車、摩托車、航空航天以及家電等行業。目前國內外大部分轎車缸蓋已采用高強度鋁合金生產，鋁合金缸蓋正在迅速取代鑄鐵缸蓋。在缸蓋的材質選擇上有AC₄B、328、A-S₅U₃和ZL101、ZL104和ZL107合金等。上述均為亞共晶Al-Cu-Ni-Mg合金，它們的強度特別是高溫強度較低，硬度相對不高，比強度較低，鑄造性能及抗疲勞性能一般，對一些綜合力學性能要求較高的缸蓋，已不能滿足需求，其常溫和高溫性能急需改善。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：一種添加Si元素的Al-Cu-Ni-Mg合金的制備方法，以解決Al-Cu-Ni-Mg合金室溫及高溫性能性能差的技術問題。

1.本發明采用的技術方案是：一種添加Si元素的Al-Cu-Ni-Mg合金的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）配料：在Al-Cu-Ni-Mg合金中添加質量分數為7％～12.8％的Si。

（2）熔化：將配好的爐料置于石墨坩堝中，在井式坩堝爐中進行熔化，熔化溫度為760℃，保溫直至全部熔化。

（3）將溫度降為720℃，用鐘罩將Mg壓入攪拌后靜置20min。

（4）選用P+RE進行復合變質處理，加入質量分數含量為0.1%的赤磷鹽和0.5％的RE進行復合變質后靜置30min。

（5）用0.4％的C_２Cl_６分3次進行除氣，靜置20min后扒渣。

（6）將金屬液澆入預熱至200℃的金屬型中。

（7）固溶處理：（530±5）℃×5h和水冷，60～100℃→時效處理（200±5）℃×10h→空冷。

上述步驟（1）Si含量為12%。

本發明有益效果：與現有技術相比，有益效果如下：

(1)隨著Si含量的提高，發動機缸蓋用鑄造Al-Cu-Ni-Mg合金的常溫、250℃高溫抗拉強度先升高，后降低，在共晶點附近達到最大值。

(2)在Si含量小于10％時，隨著Si含量的提高，合金硬度有所上升；當Si含量處于偽共晶區和過共晶區時，會產生硬脆的初生Si，使合金的硬度顯著提高。

(3)Si含量為12%時，能獲得較好的合金低溫、高溫綜合性能。

具體實施方式

實施例：一種添加Si元素的Al-Cu-Ni-Mg合金的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）配料：在Al-Cu-Ni-Mg合金中添加質量分數為7％～12.8％的Si。

（2）熔化：將配好的爐料置于石墨坩堝中，在井式坩堝爐中進行熔化，熔化溫度為760℃，保溫直至全部熔化。

（3）將溫度降為720℃，用鐘罩將Mg壓入攪拌后靜置20min。

（4）選用P+RE進行復合變質處理，加入質量分數含量為0.1%的赤磷鹽和0.5％的RE進行復合變質后靜置30min。

（5）用0.4％的C_２Cl_６分3次進行除氣，靜置20min后扒渣。

（6）將金屬液澆入預熱至200℃的金屬型中。

（7）固溶處理：（530±5）℃×5h和水冷，60～100℃→時效處理（200±5）℃×10h→空冷。

上述步驟（1）Si含量為12%。