[發明專利]一種鑄造鋁合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201910329232.4
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110042281B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 陳強;萬元元;趙高瞻;陶健全;邢志輝;胡傳凱;李明;黃志偉;柴舒心;王艷彬;吳帥
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第五九研究所
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C1/03;C22F1/043
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司 50209
• 代理人: 廖明亮

1.一種鑄造鋁合金的制備方法，其特征在于：

所述鋁合金成分包括：Si：7.5～8.5％、Cu：2.5～2.7％、Dy：0.35～0.45％、P：0.02～0.04％、Sc(鈧)：0.1～0.2％、Ti：0.15～0.19％、Mg：0.4～0.8％、Fe≤0.2％、Mn≤0.1％、Zn≤0.1％、Ni≤0.1％，余量為Al，所述百分比為重量百分比；

所述制備方法的步驟包括：

步驟1：將99.98wt％的高純鋁錠、鋁10鈦中間合金、鋁30硅中間合金、99.8wt％純鎂錠分別進行干噴砂處理后預熱至300～340℃，將預熱后的高純鋁錠、鋁10鈦中間合金、鋁30硅中間合金按合適比例加入坩堝中，并在干燥氬氣環境中升溫熔化，得熔體A，熔體A溫度控制在690～700℃；

步驟2：攪拌熔體A，將預熱至300～340℃的99.8wt％純鎂錠加入熔體A中，并在干燥氬氣環境中升溫熔化，得熔體B，當熔體B溫度達730～740℃時，保溫16-20分鐘；

步驟3：采用氣體精煉機對熔體B進行高純氬氣旋轉噴吹除氣處理；

步驟4：將熔體B升溫至780～790℃，保溫10-13分鐘；當熔體B開始保溫時，將在真空條件下澆鑄成形的Al-Cu-P-Sc-Dy預制體置于噴涂有石墨基防護涂料的澆包中，使預制體小端與澆包下壁的開孔部位對齊；預熱澆包，直至澆包內表面溫度達到420～460℃；

步驟5：將澆包沒入熔體B表面，緩慢下沉澆包使熔體B由澆包下壁的開孔部位進入澆包內，熔體B進入澆包并逐漸熔化Al-Cu-P-Sc-Dy預制體，得熔體C；隨著熔體B的進入，在澆包內外的鋁合金熔體表面重合前的0.3至0.5s的時段內，采用塞桿密封澆包下壁的開孔；

步驟6：提升澆包，使澆包底部脫離熔體C上表面，并與熔體C上表面保持10～15mm的距離；攪拌熔體C，攪拌時間10-20分鐘；

步驟7：轉移澆包至澆注成形工位，使澆包下部開孔部位與澆口配合，提升塞桿，使熔體C進入模具型腔，完成澆注成型；

步驟8：對澆注成形的型體進行固溶時效處理，固溶時效處理完成后的型體先在45～55℃的環境中放置28～32h，然后在170～180℃的時效爐中保溫6.5～7.5h，保溫結束后，在10～40℃空氣中自然冷卻；

固溶時效處理工序中，固溶處理溫度為530～538℃，固溶處理時間為140～165分鐘，時效處理過程中的淬火介質為80～86℃的自來水。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：旋轉噴吹除氣處理過程中，所用氬氣純度不低于99.99％，氬氣流量為0.16-0.22m³/h，氬氣壓力為0.3-0.32MPa，轉速為500-540轉/分鐘，處理時間為23-26分鐘。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于：

所述鋁合金由以下成分組成：Si：7.5％、Cu：2.7％、Dy：0.45％、P：0.02％、Sc：0.15％、Ti：0.15％、Mg：0.4％、Fe：0.1％、Mn：0.06％、Zn：0.03％、Ni：0.02％，余量為Al。

4.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于：

所述鋁合金由以下成分組成：Si：8.5％、Cu：2.5％、Dy：0.45％、P：0.04％、Sc：0.2％、Ti：0.19％、Mg：0.8％、Fe：0.2％、Mn：0.1％、Zn：0.1％、Ni：0.1％，余量為Al。

5.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于：

所述鋁合金由以下成分組成：Si：7.8％、Cu：2.6％、Dy：0.42％、P：0.035％、Sc：0.1％、Ti：0.17％、Mg：0.65％、Fe：0.11％、Mn：0.08％、Zn：0.06％、Ni：0.04％，余量為Al。