[發(fā)明專利]一種改性A356鋁合金及其多次時(shí)效熱處理方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810908022.6
• 申請(qǐng)日: 2018-08-10
• 公開（公告）號(hào): CN108588513A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜曉東;葛海濤;陸雨;雷璇璇;董浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C21/04
• 分類號(hào): C22C21/04;C22C1/03;C22C1/06;C22F1/043
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

本發(fā)明公開了一種改性A356鋁合金及其多次時(shí)效熱處理方法，在傳統(tǒng)A356鋁合金的成分基礎(chǔ)上，在熔煉時(shí)添加微量Zr和Sr元素對(duì)熔體進(jìn)行細(xì)化晶粒處理和變質(zhì)處理，通過熔煉鑄造得到鑄錠，然后對(duì)鑄錠進(jìn)行固溶處理和多次時(shí)效的T6熱處理下制備出高性能A356鋁合金。經(jīng)本發(fā)明工藝制得的高性能A356鋁合金與目前傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的A356鋁合金相比，力學(xué)性能得到顯著提高，并且制備方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低廉。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料及制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改性A356鋁合金及其多次時(shí)效熱處理方法。

背景技術(shù)

隨著我國基本國情由落后的生產(chǎn)力逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)展不平衡與不充分，人們對(duì)于科學(xué)技術(shù)的研究方向逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦庸?jié)約、高效的方面。汽車、飛機(jī)等我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫慕煌üぞ哒谙蜉p量化的方向發(fā)展。

在屈指可數(shù)的輕量化材料中，鋁以其獨(dú)特的性能特點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)逐漸成為各行各業(yè)使用最多的輕量化金屬材料。A356鋁合金作為一種典型的Al-Si-Mg系鑄造鋁合金，在鑄造過程中不會(huì)因?yàn)樘幱诟邷丨h(huán)境而有開裂或斷裂的傾向，可用來鑄造很多形狀復(fù)雜的零部件，而且可以通過相關(guān)的熱處理工藝使其達(dá)到較高的強(qiáng)硬度、良好的塑性等理想性能，在車輪輪轂等各種汽車零部件生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。而通過廣泛使用A356等鋁合金實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的發(fā)展具有兩方面的意義：(1)有效節(jié)約油耗和減少排量，減少地球的溫室效應(yīng)。(2)提高汽車的行駛性能和安全性能，降低汽車自重，汽車在較低的牽引負(fù)荷下行駛，提高了汽車的安全性能以及行駛的平穩(wěn)性和舒適性。

但目前A356鋁合金強(qiáng)度等性能指標(biāo)有限，熱處理后的抗拉強(qiáng)度一般小于240MPa，并且難以通過常規(guī)手段有效提高其性能，難以滿足汽車輕量化對(duì)于材料性能越來越高的要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種改性A356鋁合金及其多次時(shí)效熱處理方法，通過Zr、Sr微合金化和多次時(shí)效熱處理方法制備獲得高性能A356鋁合金，力學(xué)性能獲得顯著提升。

本發(fā)明改性A356鋁合金，其合金成分按質(zhì)量百分比構(gòu)成如下：

Si為6.5～7.5％，Mg為0.25～0.30％，Ti為0.10～0.50％，Zr為0.10～0.50％，Sr為0.02～0.20％，余量為Al。

本發(fā)明改性A356鋁合金的多次時(shí)效熱處理方法，包括如下步驟：

步驟1：配料

按照合金中各元素的配比稱取Al-Si中間合金、Al-Mg中間合金、Al-Ti中間合金、Al-Sr中間合金以及Al-Zr中間合金；

步驟2：熔煉鑄造

2a、將稱取的Al-Si中間合金加入已預(yù)熱至300℃的坩堝內(nèi)，而后隨爐升溫到730℃，全部熔化后靜置并保溫25min；

2b、將稱取的Al-Mg中間合金、Al-Ti中間合金和Al-Zr中間合金依次加入2a已熔化的合金熔液中，全部熔化后靜置并720℃保溫15min；隨后加入Al-Sr中間合金進(jìn)行變質(zhì)處理，攪拌分散均勻后720℃保溫靜置5min，使合金元素?cái)U(kuò)散均勻；

2c、向2b所得合金熔液中加入精煉劑進(jìn)行精煉除氣，隨后于700℃靜置保溫10～15min，用扒渣工具除渣后澆注，獲得合金鑄錠；

步驟3：T6熱處理

將所得合金鑄錠依次進(jìn)行固溶處理和人工時(shí)效處理，獲得改性A356鋁合金。具體包括如下步驟：

3a、將所得合金鑄錠放入熱處理爐，固溶溫度設(shè)定為540℃，保溫300min，在保溫期間定時(shí)校正爐膛工作區(qū)域溫度；

3b、保溫結(jié)束后，將合金鑄錠取出淬入80℃水中冷卻；