[發明專利]一種高強鑄造鋁合金的制備方法

有效

• 申請號: 201710160840.8
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN107034372B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 張保豐;蔣愛云;姜愛菊;陳小偉;張宇
• 申請（專利權）人: 黃河科技學院
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C1/06;C22C21/04
• 代理公司: 青島致嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 37236
• 代理人: 龐慶芳

本發明屬于鋁合金鑄造技術領域，尤其是一種高強鑄造鋁合金的制備方法，解決了現有技術中鋁合金鑄件組織致密性低，鑄件易產生偏析及鑄件強度、韌性和塑性綜合性差的問題，所述制備方法，包括以下步驟：將Si、Mg、Zn、Cu、Mn、Ti、RE、Sn加入金屬熔煉爐中，高溫熔化得合金熔體A，并保溫備用；將Al高溫熔化后，加入精煉劑精煉，得純鋁液B；將合金熔體A加入到純鋁液B中，加入SiC和變質劑混合均勻，得合金液C；在高溫下將合金液C完成澆鑄得到鑄件。本發明有效的提高了鑄件的組織致密性，避免了鑄件偏析問題，所得鋁合金具有較高的強度和硬度，耐磨性及耐腐蝕性好，加工及鑄造性能好，應用前景廣闊。

技術領域

本發明涉及鋁合金鑄造技術領域，尤其涉及一種高強鑄造鋁合金的制備方法。

背景技術

鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，通常使用銅、鋅、錳、硅、鎂等合金元素，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中已大量應用。純鋁的密度小（ρ =2.7g/cm3），大 約是鐵的 1/3，熔點低（660℃），鋁是面心立方結構，故具有很高的塑性（δ :32～40%，ψ :70～90%），易于加工，可制成各種型材、板材，抗腐蝕性能好；但是純鋁的強度很低，退火狀態 σ b 值約為 8kgf/mm2，故不宜作結構材料。通過長期的生產實踐和科學實驗，人們逐漸以加入合金元素及運用熱處理等方法來強化鋁，這就得到了一系列的鋁合金。添加一定元素形成的合金在保持純鋁質輕等優點的同時還能具有較高的強度，σ b值分別可達24～60kgf/mm2。這樣使得其“比強度”（強度與比重的比值 σ b/ρ ）勝過很多合金鋼，成為理想的結構材料，廣泛用于機械制造、運輸機械、動力機械及航空工業等方面，飛機的機身、蒙皮、壓氣機等常以鋁合金制造，以減輕自重，采用鋁合金代替鋼板材料的焊接，結構重量可減輕50%以上。因此高強度的鋁合金應用前景廣闊。專利申請號201010248240.5 公開了一種高強韌筑造鋁合金的制備方法，通過優化合金化學成分、控制合金熔煉過程和熱處理工藝，得到沖擊韌性好，能承受大的沖擊載荷的鋁合金；專利申請號201510274018.5 公開了一種高強鑄造鋁合金的制備方法，以Zn、Ni、Mg、Cu、Mn、Cr、Sc和Al為原料，制備具有均勻的微觀組織、良好的強韌性匹配的鋁合金。然而隨著現代工業和科學技術的飛速發展，人們對鑄造鋁合金的性能要求越來越高，現有的鋁合金鑄造工藝鑄造形成的鋁合金鑄件仍存在組織致密性低，鑄件易產生偏析及鑄件強度、韌性和塑性綜合性差等問題，基于上述陳述，本發明提出了一種高強鑄造鋁合金的制備方法。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種高強鑄造鋁合金的制備方法，其解決了現有技術中鋁合金鑄件組織致密性低，鑄件易產生偏析及鑄件強度、韌性和塑性綜合性差的問題。

一種高強鑄造鋁合金的制備方法，包括以下步驟：S1、準備以下重量百分比的制備鋁合金用原料：Si2～6.5%、Mg1.6～2.8%、Zn2.5～3%、Cu2.2～2.8%、Mn0.1～0.5%、Ti0.2～0.6%、RE0.1～0.4%、Sn0.2～0.6%、SiC0.5～1%、精煉劑0.08～0.15%、變質劑0.03～0.08%、余量為Al，將所述重量百分比的Si、Mg、Zn、Cu、Mn、Ti、RE、Sn加入金屬熔煉爐中，在高溫1200～1450℃下熔化，待熔體熔化后，以300～400r/min的轉速攪拌均勻，得合金熔體A，并保溫備用；

S2、將所述重量百分比的Al在高溫680～760℃下進行熔化，熔化3～5h后，加入所述重量百分比的精煉劑，精煉20～40min，得純鋁液B；

S3、將步驟S1中所得的合金熔體A加入到步驟S2中所得的純鋁液B中，加入所述重量百分比的SiC和變質劑，以580～720r/min的轉速高速攪拌混合均勻，得合金液C；

S4、在高溫760～800℃下，將步驟S3中得到的合金液C加入到離心鑄造機中，在離心力的作用下充填鑄型，完成澆鑄得到鑄件，對鑄件進行淬火和時效處理，完成處理即得所需的高強鑄造鋁合金。