[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

本發明提供了一種鑄造鋁合金及其制備方法，鑄造鋁合金成分包括：Si：7.5～8.5%、Cu：2.5～2.7%、Dy：0.35～0.45%、P：0.02～0.04%、Sc：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。其制備方法包括干燥氬氣環境中熔化、熔體旋轉噴吹除氣處理、澆注、固溶時效處理等步驟。采用本發明方法制得的鑄造鋁合金屈服強度高、斷后伸長率高、沖擊韌性好。

技術領域

本發明涉及一種鑄造鋁合金及其制備方法。

背景技術

隨著高速機械傳送裝置的輕量化和結構穩定性要求不斷提升，高速機械傳輸裝置內承擔高速輸送和沖擊載荷的鏈節構件，由于其在傳輸裝置內龐大的數量和高精度的動態運動配合度要求等條件，正面臨著降低自身重量和提升塑變抗力的挑戰。目前，通過采用鑄造鋁合金對鋼質鏈節進行材料替代和結構優化設計，基本實現了輕量化要求，但常規鑄造鋁合金由于其較低的屈服強度與斷后伸長率，難以適應鏈節構件不斷提升的動態載荷與沖擊載荷下的塑性變形變化。因此，開發一種屈服強度高、斷后伸長率高，具有較高沖擊韌性值，并且能夠進行高效連續生產的鑄造鋁合金材料，對促進鏈節構件減重增效，提升高速機械傳輸裝置的整體穩定性技術水平，具有重要的現實意義。

盡管文獻CN109295352A公開了一種屈服強度高于350MPa的高導電率鋁合金及其制備方法，其采用優化鑄造成分、半連續鑄造和熱擠壓成形等工藝，實現了室溫屈服強度不小于350MPa的鋁合金材料制備。但是該材料的制備過程比較復雜，其中的熱擠壓工序是提升其性能的關鍵強化步驟，難以通過鑄造工藝制備高屈服強度構件，發揮該材料的高力學性能優勢。文獻CN108559882A公開了一種高屈服強度鋁合金的配方及其冶煉關鍵裝備，采用在鋁基體中復合添加多種強化合金元素，通過永磁體均勻、快速攪拌熔體與壓鑄工藝實現材料制備，該材料成分穩定性好、屈服強度可達328MPa，制備工藝合理流暢，能適合于大規模推廣應用。但成型后的鋁合金斷后伸長率很低，這就可能使其在瞬時過載條件下，發生無塑性變形的瞬時脆斷現象，基于涉及可靠性等因素，該狀態材料一般用于制備承受靜載荷的非關重件，難以滿足鏈節構件的復雜和高精度運動配合工況。文獻CN106191569公開了一種用干汽車活塞的耐磨高硅鋁合金及其制備方法，以硅和銅元素為主要合金相，以鋁磷、鋁鍶和鋁稀土合金為變質劑，通過熔煉和澆注成型工藝，得到屈服強度達385MPa，延伸率達14％的高性能鋁合金材料。該方法采用磷、鍶和稀土元素進行變質處理，其中磷元素主要是細化初晶硅的作用，而鍶元素是起到細化共晶硅的效果，當二者同時出現在合金熔體中時，磷元素和鍶元素會在熔體局部形成化合物，一定程度上降低鍶元素的細化效果，雖然可以通過增加鍶元素添加量能夠減輕或消除磷、鍶元素之間的相互作用，但是這不利于集中熔煉、分批次澆注工藝過程的成本控制。另外，該專利公布的材料抗拉強度為450MPa，未涉及材料的沖擊韌性值，合金材料的屈強比約為0.856，如用其制備承受動態沖擊的鏈節構件，存在抗拉強度不足、材料屈強比較高、材料脆性趨勢大的問題，難以保證鏈節構件在實際工況下的復雜多重載荷工作穩定性要求。

發明內容

本發明目的之一在于提供一種屈服強度高、斷后伸長率高、沖擊韌性好的鑄造鋁合金。

為了實現所述目的，本發明采用如下技術方案。

一種鑄造鋁合金，成分包括：

Si：7.5～8.5％、Cu：2.5～2.7％、Dy(鏑)：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。